Jednym z kluczowych zadań astrofizyki jest zrozumienie, jak powstają układy planetarne. Koniecznym elementem jest poszukiwanie planet pozasłonecznych, w tym planet podobnych do tych znanych z Układu Słonecznego. Masywne planety w Układzie Słonecznym są na orbitach na tyle szerokich, że trudno jest odkryć ich pozasłoneczne odpowiedniki z wykorzystaniem technik tranzytów i prędkości radialnych. Najtrudniej jest znaleźć planety na orbitach podobnych do Urana i Neptuna. Tego typu planety są jednak odkrywane metodą mikrosoczewkowania grawitacyjnego, która pozwala także na badanie planet swobodnych, czyli takich, które nie krążą wokół żadnej gwiazdy. Oba typy planet były już odkrywane przez warszawski zespół OGLE, który obserwuje zjawiska mikrosoczewkowania od prawie 30 lat.

Doktorant/-ka będzie zajmować się analizą istniejących danych (głównie z projektu OGLE), planowaniem i prowadzeniem dodatkowych obserwacji naziemnych, jak też planowaniem obserwacji przyszłego satelity NASA – Kosmicznego Teleskopu Nancy Grace Roman.

Obecnie działają detektory fal grawitacyjnych LIGO/Virgo w zakresie wysokich częstotliwości około 50-1000Hz, oraz planowane jest obserwatorium LISA które będzie wykrywać fale grawitacyjne w zakresie milihercowym, około 0.0001-0.01 Hz. W zakresie pośrednim rozpatrywane jest kilka projektów takich DECIGO, BBO, czy tez obserwatoria na Księżycu takie jak LGWS.

Projekt polegać będzie na zbadaniu potencjału naukowego tych obserwatoriów jako takich, oraz w sieci z obserwatoriami na Ziemi.

Detekcje fal grawitacyjnych dają nam nowy próbnik kosmologii – standardowe syreny.

Projekt będzie polegał na zbadaniu dokładności wyznaczania parametrów kosmologicznych za pomocą danych z istniejących obserwatoriów LIGO/Virgo oraz przyszłych – Einstein Telescope czy Cosmic Explorer, albo LISA.

W ramach studiów doktoranckich proponowane jest prowadzenie badań w dynamicznie rozwijającej się dziedzinie – Astronomii Fal Grawitacyjnych, która narodziła się w 2015 roku wraz z pierwszą detekcją fal grawitacyjnuch z koalescencji dwóch masywnych gwiazdowych czarnych dziur GW150914. Za to przełomowe odkrycie została przyznana nagroda Nobla z fizyki dwa lata później. Układy podwójne gwiazd neutronowych i czarnych dziur, rotujące gwiazdy neutronowe oraz wybuchy supernowych są najsilniejszymi źródłami fal grawitacyjnych dla detektorów LIGO-VIRGO-KAGRA oraz detektora trzeciej generacji Einstein Telescope.

W ramach doktoratu studentka/student będą badali własności tych źródeł przy użyciu relatywistycznych kodów numerycznych. W szczególności proponowane jest modelowanie różniczkowo rotujących gorących gwiazd neutronowych, które są jedną z pozostałości po koalescencji gwiazd neutronowych w układach podwójnych albo podczas zapadania się jądra masywnej gwiazdy podczas wybuchu supernowej.

Istnieje rownież możliwość wzięcia udziału w poszukiwaniu fal grawitacyjnych z różnych astrofizycznych źródeł poprzez analizę danych z detektorów VIRGO/LIGO w ramach grupy badawczej Virgo-POLGRAW. Projekty prowadzone są we współpracy z ośrodkami naukowymi m. in. we Francji, Włoszech, Grecji, Hiszpanii i USA.

W przygotowaniu

Duża część pulsujących czerwonych olbrzymów przejawia dodatkową zmienność długookresową zwaną LSP (Long Secondary Period). Podejrzewa się, ze przyczyną tej zmienności jest to, ze gwiazda jest w układzie podwójnym, w którym towarzysz to dawna planeta, która zebrała część materii utraconej przez olbrzyma.

Celem badan będzie analiza obserwacji fotometrycznych i spektroskopowych gwiazd LSP, oraz modelowanie hydrodynamiczne układów podwójnych w celu weryfikacji tej hipotezy. Badania będą prowadzone w ramach grantu ERC „A MISTery of Long Secondary Periods in Pulsating Red Giants – Traces of Exoplanets?” (LSP-MIST).

Od kandydata wymagana jest umiejętność programowania.

Stypendium finansowane będzie z grantu ERC opiekuna.

Zgrubienie centralne (ang. bulge) Galaktyki jest najbliższym nam zgrubieniem centralnym galaktyki spiralnej. Wyznaczanie podstawowych parametrów zgrubienia centralnego, takich jak łączna masa gwiazd, stosunek masy do jasności lub początkowa funkcja świecenia, napotyka fundamentalną przeszkodę. Większość masy znajduje się w gwiazdach małomasywnych, których nieznany ułamek jest w układach podwójnych, a takie układy bada się bardzo trudno, gdy są w odległości kilkudziesięciu tysięcy lat świetlnych. Do zrozumienia budowy zgrubienia centralnego Galaktyki kluczowe jest zaś poznanie statystyk układów podwójnych: ich względnej liczby, rozkładu stosunków mas oraz rozkładu separacji. Te statystyki możemy jednak badać używając techniki mikrosoczewkowania grawitacyjnego, która bada głównie gwiazdy małomasywne. Warszawski zespół OGLE poszukuje zjawisk mikrosoczewkowania od wielu lat i znalazł już setki soczewek podwójnych.

Przewidywanym głównym zadaniem będzie analiza istniejących danych naziemnych, głównie z projektu OGLE. Inne zadania będą wybrane w zależności od zainteresowań – może to być np. planowanie i prowadzenie dodatkowych obserwacji naziemnych lub konstruowanie modeli centralnego zgrubienia Galaktyki.

Przewidziano dodatkowe uposażenie dla doktoranta/-ki z grantu SONATA BIS opiekuna.