Odkrycie fal grawitacyjnych 9 lat temu zapoczątkowało wybuchowy rozwój astronomii fal grawitacyjnych. Opublikowane jest już prawie 100 detekcji źródeł fal. Obecnie toczy się kampania obserwacyjna O4 która przyniesie kolejne setki detekcji. Astronomia fal grawitacyjnych umożliwia nowe spojrzenie na Wszechświat, badanie dotychczas niedostępnych rejonów kosmosu oraz badanie eksperymentalny Ogólnej Teorii Względności. Projekt doktorski dotyczy badań w ramach szeroko pojętej astronomii fal grawitacyjnych, zarówno od strony teorii jaki obserwacji.

Poszukujemy kandydata/kandydatki do pracy w zespole naukowców zajmujących się szeroko pojęta astrofizyka fal grawitacyjnych. Oczekujemy dobrego przygotowanie z astronomii, analizy danych, ponadto dobrze widziana będzie znajomość Ogólnej Teorii Względności. Projekt będzie polegał na analizie astrofizycznych źródeł fal grawitacyjnych takich jak układy podwójne, supernowe, czy źródła sygnałów ciągłych jak na przykład rotujące asymetryczne gwiazdy neutronowe. Ponadto w ramach realizacji projektu doktorskiego wymagane będzie uczestnictwo w działaniach na rzecz Virgo, to jest dyżury obserwacyjne i analiza danych.
Projekt będzie wykonany pod opieką prof. Tomasza Bulika, prof. Doroty Rosińskiej, we współpracy z dr Markiem Szczepańczykiem z Wydziału Fizyki UW. Doktorant może liczyć na dodatek do stypendium z grantu NCN prof Bulika.

Znaczna część gwiazd w pobliżu Słońca znajduje się w układach podwójnych, a nawet wielokrotnych. Wiemy to, bo obiekty te możemy badać różnymi metodami. Także w innych rejonach Galaktyki gwiazdy są w układach podwójnych, ale nie wiemy, czy ułamek gwiazd w układach podwójnych i parametry tej populacji takie jak stosunki mas i rozmiary orbit są takie same jak w pobliżu Słońca. W przypadku układów podwójnych znajdujących się w centralnym zgrubieniu Galaktyki, najlepszą metodą do badań statystycznych jest mikrosoczewkowanie grawitacyjne.

Doktorant/-ka będzie zajmować się wyszukiwaniem lub szczegółowym badaniem zjawisk mikrosoczewkowania powodowanych przez układy podwójne gwiazd. W dłuższej perspektywie, takie badania pozwolą na zbadanie początkowej funkcji mas dla gwiazd w centralnym zgrubieniu Galaktyki.

Badania będą realizowane w ramach grantu SONATA BIS opiekuna.

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.

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.

Misja kosmiczna Gaia działa nieprzerwanie od 2014 roku zbierając ciągi czasowe z danymi fotometrycznymi, astrometrycznymi i spektroskopowymi dla ponad miliarda gwiazd naszej Galaktyki. Wśród obserwowanych obiektów znajdują się gwiazdy i kwazary soczewkowane przez czarne dziury o masach gwiazdowych oraz pośrednich, których część może być pochodzenia pierwotnego i które mogą stanowić częściowe rozwiązanie zagadki ciemnej materii. Wykrycie czarnych dziur będzie możliwe dzięki ogromnej precyzji danych zbieranych przez misję Gaia, w tym szczególnie astrometrycznym ciągom czasowym.

W ramach swoich badań doktorant/ka będzie analizować unikatowe dane z misji Gaia jak również zbierać dodatkowe obserwacje z teleskopów naziemnych w celu uzupełnienia danych Gaia. Doktorant/ka zostanie oficjalnie dołączony/a do europejskiego konsorcjum Gaia, w ramach którego będzie móc pracować nad danymi, do których dostęp mają tylko członkowie konsorcjum. Przewidziany jest udział w konferencjach międzynarodowych, wyjazdy do obserwatoriow astronomicznych na świecie oraz wizyty w ośrodkach współpracujących.