27.11.2013
Курс "Теоретическая астрофизика"
№1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ПЕРЕНОСА.
Интенсивность, поток, плотность энергии излучения, коэффициент поглощения (объемный, на грамм, на частицу), коэффициент излучения.
№2. ИЗЛУЧЕНИЕ ЧЕРНОГО ТЕЛА
Определение свойств равновесного излучения из первых принципов (изотропия, однородность, отсутствие поляризации, зависимость только от одной температуры). Опыт Стефана. Связь давления излучения и плотности энергии. Объяснение закона Стефана-Больцмана из термодинамических соображений. Энтропия излучения.
№3. ДИНАМИКА РАСШИРЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ.
Наблюдательные свидетельства рождения Вселенной (Закон Хаббла, реликтовое излучение, однородность и изотропия). Ньютоновская и пост-ньютоновская теория расширения Вселенной(критическая плотность, параметр замедления, Фридмановская Вселенная, роль давления и уравнение Толмена). Основные формулы эволюции температуры, плотности, масштабного фактора).
№4. РОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ
Неразрешенные парадоксы Фридмановской модели (принцип причинности и однородность Вселенной, близость плотности к критической). Инфляция.
№5. ОБРАЗОВАНИЕ ГАЛАКТИК.
Джинсовская неустойчивость. Ньютоновская теория роста малых возмущений в расширяющейся Вселенной. Эволюция Джинсовской массы с расширением Вселенной.
№6. ОБРАЗОВАНИЕ ЗВЕЗД
Протозвездная среда. Образование звезд в ранней Вселенной. Общая характеристика межзвездной среды. Магнитные поля, космические лучи. Функция Солпитера.
№7. УРАВНЕНИЕ ПЕРЕНОСА.
Нестационарное уравнение переноса. Закон сохранения энергии, уравнение переноса в векторной форме, условие лучистого равновесия. Излучение плоского слоя.
№8. ПРИБЛИЖЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА
Функция источника. Уравнение переноса в диффузионном приближении. Граничные условия. Серая фотосфера. Метод Шварцшильда-Шустера. Метод Эддингтона.
№9. ПРИБЛИЖЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА.
Сравнение различных методов решения задачи о серой фотосфере. Распределение яркости по диску звезды. Зависимость температуры и плотности от глубины. Эддингтоновский предел.
№10. НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР ЗВЕЗД.
Коэффициент непрерывного поглощения. Свободно-свободные и связано-свободные переходы. Фактор Гаунта. Поглощение отрицательным ионом водорода. Средний коэффициент поглощения. Общая постановка задач теории фотосфер. Приближенная теория. Бальмеровский декремент.
№11. НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР ЗВЕЗД.
Общая постановка задачи расчета непрерывного спектра звезд. Наблюдаемые характеристики непрерывных спектров звезд.
№12. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ В ЛИНИЯХ
Теория Лоренца. Естественная ширина линии. Постоянная затухания. Затухание вследствии столкновений, эффект Доплера. Формула Фойгта.
№13. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ В ЛИНИЯХ
Коэффициенты Эйнштейна. Формула Планка. Коэффициент поглощения, сила осциллятора.
№ 14. ЛИНИИ ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ ЛТР
Уравнение переноса в линиях. Эквивалентная ширина.Определение профиля линии.
№ 15. ФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В АТМОСФЕРАХ ЗВЕЗД
Возбуждение и ионизация атомов. Концентрация свободных электронов. Турбулентность. Вращение звезд. Магнитные поля звезд.
№16. СПЕКТРАЛЬНЫЕ КЛАССЫ ЗВЕЗД
Зависимость спектра от температуры. Определение ионизационной темперауры звезд. Звезды поздних спектральных класcов.
№17. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗВЕЗД (ПОЛИТРОПЫ)
Уравнение гидростатического равновесия. Термодинамика звезд. Вариационный принцип. Теорема вириала. Теория политропных шаров.
№19. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗВЕЗД (ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ)
Гидродинамическое, тепловое и ядерное время. Ядерные реакции в звездах. Общая система уравнений внутренннего строения звезды. Соотношение масса-светимость.
№ 19. ЗВЕЗДНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ
Тепловая устойчивость звезд. Отрицательная теплоемкость звезд. Загорание гелия. Теорема о максимуме температуре самогравитирующей конфигурации. Продукты звездной эволюции: нейтронные звезды, черные дыры и белые карлики.
№ 20 . ЭВОЛЮЦИЯ ДВОЙНЫХ ЗВЕЗД
Полость Роша. Тесные двойные. Перемена ролей. Общая оболочка. Эволюционный сценарий.
№ 21. СФЕРИЧЕСКАЯ АККРЕЦИЯ
Режимы истечения звезд и режимы аккреции. Энерговыделение в результате аккреции. Сферическая аккреция Бонди.
№ 22. ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ АККРЕЦИЯ
Радиус гравитационного захвата. Формула Бонди-Хойла-Литлтона. Аккреция из звездного ветра. Рентгеновские источники в двойных системах.
№ 23 . ДИСКОВАЯ АККРЕЦИЯ (динамика)
Стандартная модель дисковой аккреции Шакуры-Сюняева. Основные уравнения.
№ 24 . ДИСКОВАЯ АККРЕЦИЯ (светимость и спектр)
Решение уравнений стационарной дисковой аккреции. Основные зоны аккреционного диска. К.П.Д. и зона максимального энерговыделения. Универсальный спектр.
№ 25 МАГНИТОСФЕРЫ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД И БЕЛЫХ КАРЛИКОВ
Теория рентгеновских пульсаров. Катаклизмические переменные и симбиотические звезды.
№ 26 . МАГНИТОВРАЩАТЕЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ КОМПАКТНЫХ ЗВЕЗД
Радиопульсары. Электродинамика радиопульсаров.
№ 27 . ТИПЫ ЗАМАГНИЧЕННЫХ КОМПАКТНЫХ ЗВЕЗД.
Режимы взаимодействия гравитирующих замагниченных звезд с аккрецируемой плазмой. Характерные радиусы взаимодействия. Классификация замагниченных звезд.
№ 28 ЭВОЛЮЦИЯ КОМПАКТНЫХ ЗВЕЗД
Приближенные уравнения эволюции. Треки нейтронных звезд в двойных системах.
№ 29 ПОПУЛЯЦИОННЫЙ СИНТЕЗ ДВОЙНЫХ ЗВЕЗД С РЕЛЯТИВИСТСКИМИ КОМПОНЕНТАМИ.
Основные методы популяционного синтеза. Машина Сценариев.
№ 30 НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В МЕТАГАЛАКТИКЕ
Сверхновые звезды. Гамма-всплески.
№ 31 СВЕРХМАССИВНЫЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ И АКТИВНОСТЬ ГАЛАКТИЧЕСКИХ ЯДЕР И КВАЗАРОВ
Образование сверхмассивных черных дыр. Аккреция звезд и газа на сверхмассивные черные дыры.
№ 32 . РАЗУМНАЯ ЖИЗНЬ ВО ВСЕЛЕННОЙ
Парадокс Ферми. Идея единственности и тупиковой ветви. Сверхцивилизации.