---

СПЕЦКУРСЫ

---

ПРОГРАММА
курса кафедры астрофизики и звездной астрономии
"Теоретическая астрофизика"
4 курс, 7-8 семестры, 64 часа

1. ФИЗИЧЕСКИЕ ТЕОРИИ В АСТРОФИЗИКЕ.
Основные уравнения (Первое начало термодинамики, Уравнения Эйнштейна, Уравнения Шредингера и Дирака, Уравнения гидродинамики, Уравнения Максвела, Уравнение Лиувиля, Уравнение Ланжевена, Уравнения переноса, Уравнения Фоккера-Планка и т.д.).

2. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ПЕРЕНОСА.
Интенсивность, поток, плотность энергии излучения, коффициент поглощения (объемный, на грамм, на частицу), коффициент излучения.

3. 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.

4. ДИНАМИКА РАСШИРЕНИЯ ВСЕЛЕННОЙ.
Наблюдательные свидетельства рождения Вселенной (Закон Хаббла, реликтовое излучение, однородность и изотропия).
Ньютоновская и постньютоновская теория расширения Вселенной (критическая плотность, параметр замедления, Фридмановская Вселенная, роль давления и уравнение Толмена). Основные формулы эволюции температуры, плотности, масштабного фактора).

5. РОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ.
Неразрешенные парадоксы Фридмановской модели (принцип причинности и однродоность Вселенной, близость плотности к критической). Инфляция.

6. ОБРАЗОВАНИЕ ГАЛАКТИК.
Джинсовкая неустойчивость. Ньютоновская теория роста малых возмущений в расширяющейся Вселенной. Эволюция Джинсовской массы с расширением Вселенной.

7. ОБРАЗОВАНИЕ ЗВЕЗД.
Протозвездная среда. Образовние звзд в ранней Вселенной. Общая характеристика межзвездной среды. Магнитные поля, космические лучи. Функция Солпитера.

8. УРАВНЕНИЕ ПЕРЕНОСА.
Нестационарное уравнение переноса. Закон сохранения энергии, уравнение переноса в векторной форме, условие лучистого равновесия. Излучение плоского слоя.

9. ПРИБЛИЖЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ УРАВНЕНИЯ ПЕРЕНОСА.
Функция источника. Уравнение переноса в диффузионном приближении. Граничные условия. Серая фотосфера. Метод Шварцшильда-Шустера (приближение "вперед-назад"). 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 связано-свободные переходы. Фактор Гаунта. Поглощение отрицательным ионом водорода.
Средний коэффициент поглощения.
Общая постановка задач теории фотосфер. Приближенная теория. Бальмеровский декремент.

12. НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР ЗВЕЗД
Общая постановка задачи расчета непрерывного спетра звезд. Наблюдаемые характеристики неперывных спектров звезд.

13. КЛАССИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ В ЛИНИЯХ
Теория Лорентца. Естественная ширина линии. Постоянная затухания. Затухание вследствии столкновений, эффект Доплера. Формула Фойгта.

14. КВАНТОВАЯ ТЕОРИЯ ПОГЛОЩЕНИЯ В ЛИНИЯХ
Коэффициенты Эйнштейна. Формула Планка. Коэффициент поглощения, сила осцилятора.

15. ЛИНИИ ПОГЛОЩЕНИЯ ПРИ ЛТР.
Уравнение переноса в линиях. Эквивалентная ширина. Определение профиля линии.

16. ХИМСОСТАВ ЗВЕЗД.
Когерентное рассеяние. Модель атмосферы Шварцшильда-Шустера. Кривые роста.

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 температуры звезд. Звезды поздних спектральных класcов.

19. ГАЗОВЫЕ ТУМАННОСТИ
Наблюдаемые свойства. Поле излучения звезды (делюция). Теорема Росселанда.

20. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР ЯДЕР ПЛАНЕТАРНЫХ ТУМАННОСТЕЙ
Определение температур звезд по линиям водорода (метод Занстра). Излучение звезд в УФ спектре. Определение температур по линиям небулия.

21. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗВЕЗД (ПОЛИТРОПЫ).
Уравнение гидростатического равновесия. Термодинамика звезд. Вариационный принцип. Теорема вириала. Теория политропных шаров.

22. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ ЗВЕЗД (ЯДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ).
Гидродинамическое, тепловое и ядерное время. Ядерные реакции в звездах. Общая ситема уравнений внуьренннего строения звезды. Соотношение масса-светимость.

23. ЗВЕЗДНАЯ ЭВОЛЮЦИЯ.
Тепловая устойчивость звезд. Отрицательная теплоемкость звзед. Загорание гелия. Теорема о максимуме температуре самогравитирующей конфигурации. Продукты звездной эволюции: нейтронные звезды, черные дыры и 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 стациопарной дисковой аккреции. Основные зоны акреционного диска. К.П.Д. и зона максимального энерговыделения. Универсальный спектр.

29. МАГНИТОСФЕРЫ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД И БЕЛЫХ КАРЛИКОВ.
Теория рентгеновских пульсаров. Катаклизмические переменные.

30. МАГНИТОВРАЩАТЕЛЬНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ КОМПАКТНЫХ ЗВЕЗД.
Радиопульсары. Электродинамика радиопульсаров.

31. ЭВОЛЮЦИЯ КОМПАКТНЫХ ЗВЕЗД
Классификация замагниченных звезд. Приближенные уравнения эволюции. Треки нейтронных звезд в двойных системах.

32. СВЕРХМАССИВНЫЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ И АКТИВНОСТЬ ГАЛАКТИЧЕСКИХ ЯДЕР И КВАЗАРОВ.

Образование сверхмассивных черных дыр. Аккреция звезд и газа на сверхмассивные черные дыры.

ЛИТЕРАТУРА
1. Я.Б.Зельдович и И.Д.Новиков. Строение и эволюция Вселенной, М., "Наука", 1977.
2. Я.Б.Зельдович и Я. Райзер. Физика ударных волн и высокотемпературных плазменных явлений, М., "Наука", 1966.
3. В.В.Соболев, Теоретическая астрофизика, М., "Наука", 1983.
4. Я.Б.Зельдович, С.И.Блинников, Н.И.Шакура "Физические основы строения и эволюции звезд, М., "Из-во МГУ", 1981
5. Я.Б.Зельдович и И.Д.Новиков. Теория тяготения и эволюция звезд, М., "Наука", 1973
6. В.М.Липунов. Астрофизика нейтронных звезд, М., "Наука", 1987. 7. С.Шапиро, С.Тьюколски. Черные дыры, нейтронные звезды и белые карлики, М., "Мир", 1985.
Программу составил профессор В.М.Липунов
Программа утверждена на заседании кафедры астрофизики и звездной астрономии 12 апреля 1996 г.
Зав. кафедрой астрофизики и звездной астрономии, профессор А.М.Черепащук