ПРОГРАММА
вступительного  экзамена  в  аспирантуру  САО
по специальности 01.03.02 астрофизика и звездная астрономия

I. ОБЩАЯ ЧАСТЬ

1. Определение основных плоскостей: горизонта, небесного экватора, эклиптики. Системы небесных координат. Астрометрические звездные каталоги. Шкалы времени, используемые в астрономии.

2. Прецессия, нутация, движения полюсов и неравномерность вращения Земли. Редукционные вычисления: учет прецессии, нутации, параллакса, аберрации света и эффекта Допплера.

3. Понятие  потока, интенсивности, спектральной плотности электромагнитного излучения. Абсолютно черное тело и функция Планка. Закон Стефана-Больцмана. Эффективная и цветовая температура.

4. Фотометрические характеристики звезд. Системы звездных величин. Светимости и абсолютная величина звезд. Показатель цвета звезд. Температуры звезд. Классификация звездных спектров. Диаграмма "спектр - светимость". Оценка размеров звезд.

5. Эволюция звезд различных масс. Особенности эволюции звезд в двойных системах.

6. Двойные звезды. Определение масс звезд.  Переменные звезды: цефеиды, затменные переменные; новые и сверхновые звезды.

7. Непрерывный спектр звезд. Образование спектральных линий звезд и туманностей.

8. Движение звезд в пространстве и вращение Галактики. Строение Галактики. Типы звездных населений. Звездные скопления: рассеянные и шаровые. Межзвездный газ и области звездообразования.

9. Галактики и их классификация. Оценка расстояний и размеров галактик. Красное смещение. Постоянная Хаббла. Реликтовое излучение и крупномасштабная структура Вселенной.

10. Фундаментальные ограничения на точность измерений потока и координат астрономических объектов в оптическом диапазоне.

11. Оптические телескопы.  Светосила, разрешающая способность. Спектральное оснащение телескопа. Основные аберрации оптических систем.

12. Основные поколения оптических телескопов ХХ столетия. Современные крупные телескопы.

13. Приемники оптического излучения:  фотоэмульсия, ЭОП, ФЭУ, ПЗС.

14. Радиотелескопы. Антенны радиотелескопов - основные типы и их характеристики. Двухэлементные и многоэлементные интерферометры.

15. Основные схемы радиометров. Шумовая температура и чувствительность радиометров

15. Основные характеристики Солнца как звезды. Внутреннее строение. Фотосфера, хромосфера, корона. Солнечная активность. Солнечный ветер. Основные инструменты для наблюдений Солнца.

16. Тепловое и нетепловое космическое радиоизлучение; механизмы излучения и его источники. Космические лучи.

17.Основы радиоастрономии. Основные характеристики радиоизлучения - интенсивность, яркость, плотность потока. Излучение черного тела, закон Планка. Поглощение и излучение радиоволн, уравнение переноса. Закон Кирхгофа, температура излучения.

18. Радиоизлучение небесных объектов. Основные механизмы: тепловой, синхротронный. Радиоизлучение Солнца (основные характеристики). Радиоизлучение Луны и планет. Галактика - основные источники радиоизлучения. Основные характеристики излучения пульсаров, квазаров, радиогалактик.

19. Задачи внеатмосферной астрономии. Основные типы источников космического излучения в УФ, рентгеновском, гамма и далеком ИК диапазонах.

II. АСТРОФИЗИКА

1. Перенос излучения: коэффициенты излучения и поглощения, оптическая толщина, уравнение переноса и его решение для простейших случаев.

2. Взаимодействие излучения и вещества: основные процессы; томсоновское рассеяние; свободно-свободное излучение; обратное комптоновское рассеяние; синхротронное излучение.

3. Термодинамическое равновесие; локальное термодинамическое равновесие в астрофизических условиях. Формула Саха.  Коэффициенты поглощения и образование спектральных линий. 

4. Межзвездная среда; ионизация водорода; запрещенные линии. Области НI и НII, физические условия в них.

5. Остывание и нагрев газа в межзвездной среде. Пылевая составляющая межзвездной среды. Молекулярные облака.

6. Межзвездные магнитные поля. Вмороженность магнитного поля. Наблюдательные проявления космических магнитных полей в оптическом и радиодиапазонах.

7. Джинсовская неустойчивость и образование звезд. Контракционная фаза эволюции. Звезды типа Т Тельца. Образование газо-пылевых дисков. 

8. Звезды: механическое и тепловое равновесие; теорема вириала и отрицательная теплоемкость звезд. Основные уравнения строения звезд. Перенос излучения и источники непрозрачности в звездных атмосферах. Конвекция.

10. Источники звездной энергии; ядерные реакции.  Эволюция звезд и синтез тяжелых элементов.

11. Поздние стадии эволюции звезд. Вырожденный газ и белые карлики. Нейтронные звезды и их астрофизические проявления. Черные дыры.

12. Эволюция звезд в тесных двойных системах. Рентгеновские и радиопульсары. Миллисекундные пульсары.

13. Строение и особенности звездообразования в галактиках различных морфологических типов. Постоянная Хаббла и методы ее определения. Основные физические параметры галактик. Кривые вращения галактических дисков.

13. Группы и скопления галактик. Активные ядра галактик и квазары.

14. Космологическое расширение. Фридмановские модели Вселенной. Ранние стадии эволюции. Первичный нуклеосинтез.