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.