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.
№9. ПРИБЛИЖЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА.
Серая фотосфера. Метод Шварцшильда-Шустера. Метод Эддингтона.
№10. 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.
№11. НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР ЗВЕЗД.
Коэффициент непрерывного поглощения. Свободно-свободные и связанно-свободные переходы. Фактор Гаунта. Поглощение отрицательным ионом водорода. Средний коэффициент поглощения.
№12. НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР ЗВЕЗД.
Общая постановка задач теории фотосфер. Приближенная теория. Бальмеровский декремент.
№13. НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР ЗВЕЗД.
Общая постановка задачи расчета непрерывного спектра звезд. Наблюдаемые характеристики непрерывных спектров звезд.
№14. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ В ЛИНИЯХ.
Теория Лоренца. Естественная ширина линии. Постоянная затухания. Затухание вследствии столкновений, эффект Доплера. Формула Фойгта.
№15. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ В ЛИНИЯХ.
Коэффициенты Эйнштейна. Формула Планка. Коэффициент поглощения, сила осциллятора.
№ 16. ЛИНИИ ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ ЛТР.
Уравнение переноса в линиях. Эквивалентная ширина.Определение профиля линии.
№17. ФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В АТМОСФЕРАХ ЗВЕЗД.
Возбуждение и ионизация атомов. Концентрация свободных электронов. Турбулентность. Вращение звезд. Магнитные поля звезд.
№18. СПЕКТРАЛЬНЫЕ КЛАССЫ ЗВЕЗД.
Зависимость спектра от температуры. Определение ионизационной темперауры звезд. Звезды поздних спектральных класcов.
Весенний семестр.
№ 19. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗВЕЗД (гидростатическое равновесие).
Уравнение гидростатического равновесия. Термодинамика звезд.
№20. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗВЕЗД (ПОЛИТРОПЫ).
Вариационный принцип. Теорема вириала. Теория политропных шаров.
№ 21. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗВЕЗД (ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ).
Гидродинамическое, тепловое и ядерное время. Ядерные реакции в звездах. Общая система уравнений внутренннего строения звезды. Соотношение масса-светимость.
№ 22. ЗВЕЗДНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ.
Тепловая устойчивость звезд. Отрицательная теплоемкость звезд. Загорание гелия.
№ 23. ЗВЕЗДНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ.
Теорема о максимуме температуры самогравитирующей конфигурации. Продукты звездной эволюции: нейтронные звезды, черные дыры, белые карлики.
№ 24 . ЭВОЛЮЦИЯ ДВОЙНЫХ ЗВЕЗД.
Полость Роша. Тесные двойные. Перемена ролей. Общая оболочка. Эволюционный сценарий.
№ 25. СФЕРИЧЕСКАЯ АККРЕЦИЯ.
Режимы истечения звезд и режимы аккреции. Энерговыделение в результате аккреции. Сферическая аккреция Бонди.
№ 26. ЦИЛИНДРИЧЕСКАЯ АККРЕЦИЯ.
Радиус гравитационного захвата. Формула Бонди-Хойла-Литлтона. Аккреция из звездного ветра. Рентгеновские источники в двойных системах.
№ 27 . ДИСКОВАЯ АККРЕЦИЯ (динамика).
Стандартная модель дисковой аккреции Шакуры-Сюняева. Основные уравнения.
№ 28 . ДИСКОВАЯ АККРЕЦИЯ (светимость и спектр).
Решение уравнений стационарной дисковой аккреции. Основные зоны аккреционного диска. К.П.Д. и зона максимального энерговыделения. Универсальный спектр.
№ 29 . МАГНИТОСФЕРЫ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД И БЕЛЫЙ КАРЛИКОВ.
Теория рентгеновских пульсаров. Катаклизмические переменные и симбиотические звезды.
№ 30 . МАГНИТОВРАЩАТЕЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ КОМПАКТНЫХ ЗВЕЗД.
Радиопульсары. Электродинамика радиопульсаров.
№ 31 . ТИПЫ ЗАМАГНИЧЕННЫХ КОМПАКТНЫХ ЗВЕЗД.
Режимы взаимодействия гравитирующих замагниченных звезд с аккрецируемой плазмой. Характерные радиусы взаимодействия. Классификация замагниченных звезд.
№ 32 ЭВОЛЮЦИЯ КОМПАКТНЫХ ЗВЕЗД.
Приближенные уравнения эволюции. Треки нейтронных звезд в двойных системах.
№ 33 . ПОПУЛЯЦИОННЫЙ СИНТЕЗ ДВОЙНЫХ ЗВЕЗД С РЕЛЯТИВИСТСКИМИ КОМПОНЕНТАМИ.
Основные методы популяционного синтеза. Машина Сценариев.
№ 34. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В МЕТАГАЛАКТИКЕ
Сверхновые звезды. Гамма-всплески.
№ 35. СВЕРХМАССИВНЫЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ И АКТИВНОСТЬ ГАЛАКТИЧЕСКИХ ЯДЕР И КВАЗАРОВ.
Образование сверхмассивных черных дыр. Аккреция звезд и газа на сверхмассивные черные дыры.
№ 36 . ГРАВИТАЦИОННО-ВОЛНОВАЯ АСТРОНОМИЯ.
Слияние релятивистских объектов: ЧД+ЧД,ЧД+НЗ,НЗ+НЗ. Взаимодействие с окружающей средой. Электромагнитные проявления. Килоновая