Астрофизика

Тема 1. Введение. Основные понятия. Пространственно-временные масштабы в астрофизике

  1. Расстояния
  2. Времена
  3. Массы
  4. Звездные величины

Тема 2. Космология

  1. Реликтовое излучение
  2. Расширение Вселенной. Закон Хаббла
  3. Модель расширения (классическая механика)
  4. Модели Фридмана
  5. Уравнения ОТО. Космологическая постоянная
  6. Хронология Большого взрыва
  7. Гравитационная (Джинсовская) неустойчивость

Тема 3. Элементы Ньютоновской теории тяготения

  1. Векторное поле ускорений. Теорема Гаусса
  2. Гравитационный потенциал. Уравнение Пуассона
  3. Сферически-симметричное поле тяготения
  4. Эйлеровы и лагранжевы координаты
  5. Энергия гравитационного взаимодействия
  6. Уравнение равновесия звезды
  7. Теорема вириала

Тема 4. Уравнение состояние звездного вещества

  1. Давление газа. Основы термодинамики звезд
  2. Политропные модели
  3. Кулоновские поправки
  4. Условие идеальности плазмы

Тема 5. Перенос излучения

  1. Кинетика фотонов
  2. Тепловое излучение. Функция Планка. Абсолютно черное тело
  3. Феноменологический вывод уравнения переноса в приближении лучистой теплопроводности
  4. Уравнение переноса излучения. В случае чистого рассеяния и поглощения
  5. Томпсоновское рассеяние. Эдингтоновская светимость
  6. Тормозное излучение
  7. Коэффициент теплопроводности. Росселандово среднее

Тема 6. Система уравнений строения звезды

  1. Полная система уравнений
  2. Обобщение на нестационарный случай. Характерные времена
  3. Конвекция. Условия возникновения. Адиабатическая конвекция
  4. Модель звезды Эддингтона
  5. Решение для поверхностных слоев звезды

Тема 7. Ядерные реакции

  1. Характеристики ядерных сил
  2. Скорость ядерных реакций. Подбарьерный переход
  3. Реакции водородного цикла
  4. Горение гелия
  5. Термоядерная эволюция звезды

Тема 8. Эволюция звезд

  1. Звезды главной последовательности
  2. Качественная картина эволюции звезды
  3. Конечные стадии эволюции. Вырождение вещества. Нейтронизация вещества
  4. Физика коллапса
  5. Остатки звездной эволюции. Белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры
  6. Вспышки сверхновых

Основная литература

  1. Гинзбург. Теоретическая физика и астрофизика.-М.: Наука, 1975.
  2. Зельдович, Блинников, Шакура. Физические принципы строения и эволюции звёзд. МГУ. 1981
  3. Постнов. Лекции по общей астрофизике для физиков. М.: Изд. МГУ, 2001
  4. Бисноватый-Коган Г.С. Релятивистская астрофизика и физическая космология. М.: КРАСАНД, 2011.

Дополнительная литература

  1. Сюняев. Физика космоса, 2-е изд. Москва, изд. «Советская энциклопедия», 1986.
  2. Зельдович, Райзер. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений. М.: Наука. 1966.
  3. Шкловский. Звезды: их рождение, жизнь и смерть. М.: Наука, 1975.

Вопросы для проверки знаний

  1. Что такое звездная величина?
  2. Что такое главная последовательность на диаграмме Герцшпрунга-Рассела?
  3. Красное смещение. Закон Хаббла.
  4. Характеристики реликтового излучения.
  5. Космологические расстояния, возраст Вселенной.
  6. Основные параметры звезды.
  7. Механическое равновесие звезды, теорема вириала.
  8. Оценки средней температуры и центрального давления.
  9. Уравнение состояния звездного вещества, Кулоновские поправки.
  10. Основные механизмы переноса энергии в звездах.
  11. Условия возникновения конвекции, конвективный перенос энергии.
  12. Уравнение лучистого переноса.
  13. Приближение лучистой теплопроводности.
  14. Ядерные реакции в звездах.
  15. Качественная картина эволюции одиночной звезды.
  16. Конечные стадии эволюции, вспышки сверхновых.
  17. Звездные остатки (белые карлики, нейтронные звезды, черные дыры).