Астрофизика и космология

Факультет физики ВШЭ, магистры 1 курс. 2021 весенний семестр


ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ:
1. КОСМОЛОГИЯ: PDF, WORD.
2. АСТРОФИЗИКА: PDF, WORD

Плейлист с видео лекций и семинаров


16.01. Лекция 1. Обзор

Слайды (pdf)

Темы лекции:

Основные темы исследований современной астрофизики и их связь с физическими процессами.

Задачи семинара:

  1. Детектирование гамма-вспышки.
  2. Угловое разрешение.
  3. Поток нейтрино от Солнца.
  4. Оценка амплитуды лучевой скорости звезды.
  5. Оценка глубины транзита.
  6. Оценка астрометрического смещения.

Слайды семинара (pdf)


23.01. Лекция 2. Ньютоновская гравитация и термодинамика звезд.

Слайды (pdf)

Темы лекции:

Гравитационный потенциал, Уравнение Пуассона, энергия гравитационного взаимодействия, основы термодинамики звезд, теорема вириала.

Материалы к лекции:

Зельдович, Блинников, Шакура "ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СТРОЕНИЯ И ЭВОЛЮЦИИ ЗВЕЗД", Глава 1.

Задачи семинара:

  1. Законы Кеплера, эллиптические орбиты.
  2. Падение тела и третий закон Кеплера.
  3. Прогрев астероида на разных участках орбиты.
  4. Эффект Ярковского.
  5. YORP-эффект, предельный период.

Слайды семинара (pdf)


30.01. Лекция 3. Излучение в астрофизике, часть 1.

Слайды (pdf)

Темы лекции:

Спектральная интенсивность излучения, формула Планка, планковское излучение, Рэлей-Джинс и Вин, закон смещения, Яркостная, цветовая и эффективная температуры.

Материалы к лекции:

1. Зельдович, Блинников, Шакура. Гл. 3.1 - 3.3
2. Засов, Постнов "Общая астрофизика". Параграфы 2.1, 2.2
3. Постнов. Лекции по общей астрофизике. Гл. 2.1, 2.3

Задачи семинара:

  1. Интенсивность излучения солнечных пятен.
  2. Эффективная температура Солнца и максимум спектра.
  3. Параметры реликтового излучения (максимум, число фотонов).
  4. Фоновое излучение.
  5. Яркостная температура пульсара.
  6. Цветовая температура пульсара.

Слайды семинара (pdf)


06.02. Лекция 4. Излучение в астрофизике, часть 2. Перенос излучения.

Тема лекции:

Перенос излучения, коэффициенты излучения и поглощения, функция источника, закон Кирхгофа, формирование линий.

Слайды (pdf)

Материалы к лекции:
1. Засов, Постнов "Общая астрофизика". Параграфы 2.3, 2.4
2. Постнов. Лекции по общей астрофизике. Гл. 2.2, 2.4

Задачи семинара:

  1. Адиабатическое сжатие облака.
  2. N облаков: интенсивность.
  3. Размер мазерного источника.
  4. Плотность энергии фонового излучения.
  5. Потемнение к краю.
  6. Зависимость расстояния от массы, потока и углового размера облака.
  7. Поверхностная яркость при разной оптической толщине.

Слайды семинара (pdf)

домашнее задание

13.02. Космология. Лекция 1-2.

Слайды (pdf)

20.02. Космология. Лекция 3-4.

Слайды (pdf)

27.02. Космология. Лекция 5-6.

Слайды (pdf)

06.03. Космология. Лекция 7-8.

Слайды (pdf)

13.03. Астрофизика. Лекция 5. Гравитационные волны в астрофизике

Тема лекции:

Источники гравитационных волн, методы детектирования, полученные результаты, планы будущих исследований.

Слайды (pdf)

20.03. Космология. Лекция 9-10.

Слайды (pdf)

27.03. Космология. Лекция 11-12.

Слайды (pdf)

10.04. Космология. Лекция 13-14.

Слайды (pdf)

17.04. Космология. Лекция 15-16.

Слайды (pdf)

24.04. Космология. Лекция 17-18 и 19-20.

Слайды (pdf)

Слайды (pdf)

15.05. Лекция 5. Параметры звезд и их эволюция.

Тема лекции:

Гидростатическое равновесие. Массы звезд. Связь массы с другими параметрами. Диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Эволюционные треки.

Слайды (pdf)

Темы и задачи семинара:

  1. Параметры в недрах Солнца методом размерностей.
  2. Параллакс.
  3. Функция масс. Средняя масса.
  4. Уравнения структуры звезд.
  5. Соотношение M-L.
  6. Роль излучения и газового давления.
  7. Эддингтоновская светимость.
  8. Устойчивость звезд.

Материалы к семинару:
1. Засов, Постнов "Общая астрофизика". Глава 5.
2. Зельдович, Блинников, Шакура. Гл. 6.1 - 6.3
домашнее задание 3.

22.05. Лекция 6. Сверхновые.

Тема лекции:

Типы сверхновых, кривые блеска, механизмы взрыва и энерговыделение, этапы коллапса и развития взрыва, проблема красных гигантов, звезды-прародители.

Слайды (pdf)

Темы и задачи семинара:

  1. Гравитационная энергия звезды (политропного шара).
  2. Уравнение Эмдена.
  3. Частные случай решений.
  4. Белые карлики.

Материалы к семинару:
1. Соболев "Теоретическая астрофизика" (стр. 491).
2. Зельдович, Блинников, Шакура. Гл. 2.1 - 2.4

29.05. Лекция 7. Нейтронные звезды.

Тема лекции:

Предсказание и открытие нейтронных звезд, ключевые параметры, источники энергии, типы объектов, внутреннее строение.

Слайды (pdf)

Темы и задачи семинара:

  1. Число нейтронных звезд и темп рождения.
  2. Эффективность аккреции на НЗ и БК.
  3. Энергия вращения.
  4. Энергия магнитного поля.
  5. Минимальный период.
  6. Потери вращательной энергии пульсаром.
  7. Характеристический возраст..
  8. Роль магнитного поля при аккреции.
  9. Распад поля и эволюция периода.

домашнее задание 4.

05.06. Лекция 8. Внегалактическая астрономия.

Тема лекции:

Наша Галактика, типы галактик, активные ядра, темное вещество.

Слайды (pdf)

Темы и задачи семинара:

  1. Дисперсия радиоволн в МЗС.
  2. Поглощение и покраснение в МЗС.
  3. Масса Джинса.
  4. Стадии формирования звезды (контракционная и адиабатическая).
  5. Минимальная масса звезды.
  6. Фазы МЗС.
  7. Влияние вращения и магнитного поля на сжатие протозвездного облака.

Материалы к семинару:
1. Лекции по звездной эволюции Гл. 10
2. Засов, Постнов "Общая астрофизика". Глава 4, параграф 5.2