(Курс лекций для студентов 2 курса АО МГУ, весна 2021 - осень 2024)
Поддержан грантом РФФИ 19-02-00611
- Минимум знаний по звездной астрономии
- Экзаменационные билеты (осень 2024) по курсу звёздной астрономии
- Справочные материалы для решения задач на семинарах по звёздной астрономии
С осеннего семестра 2024/2025 г. введено новое разбиение презентаций по изучаемым темам:
- Тема 1 (PPTX)
Звёздная (галактическая) астрономия: предмет, задачи, методы. Астробиблиография. Центры астрономических данных
(на примере CDS – Страсбургского Центра Астрономических Данных). Концепция и некоторые программные средства
Виртуальной Обсерватории. Млечный Путь в мире галактик: от Местной Группы до гиперскоплений. Основные структурные
компоненты дисковых галактик. Окна прозрачности земной атмосферы и наземные наблюдения. Космические обсерватории и
всеволновая астрономия. Галактики и Млечный Путь в разных диапазонах спектра. Многоканальная астрономия:
гравитационно-волновые и нейтринные обсерватории. Современные крупные наземные и космические телескопы оптического,
ИК и радиодиапазона.
- Тема 2 (PPTX)
Шкала звёздных величин. Выбор нуль-пунктов: Vega и АВ-величины. Многоцветные фотометрические системы: узкополосные,
среднеполосные и широкополосные и их характеристики. Каталоги фотометрических систем. Светимости и абсолютные величины звёзд.
Калибровки светимостей и фотометрические расстояния. Модули расстояния. Показатели цвета. Нормальные цвета звёзд и их связь
со спектральными классами и эффективной температурой. Болометрические поправки. Массовые "всенебесные" фотометрические обзоры.
Пыль в Галактике. Закон Бугера и удельное монохроматическое поглощение. Гетерохромное поглощение. Избытки цвета и
двухцветные диаграммы. Линии нарастающего покраснения. Связь избытков цвета и полного поглощения. Методы вывода закона
межзвёздного поглощения. Способы аппроксимации закона поглощения от УФ до NIR и особенности поглощения. Учёт влияния
поглощения с использованием трёхцветных Q-индексов и функции Везенхайта. 3D карты поглощения.
- Тема 3 (PPTX)
Прямые и косвенные методы определения расстояний. Тригонометрические параллаксы звёзд как основа универсальной шкалы расстояний.
Астрометрия узкого поля. Редукция параллаксов и собственных движений. Миссия HIPPARCOS и принципы астрометрии широкого поля.
Фундаментальная международная система астрономических координат ICRS. Миссия GAIA, принцип наблюдений и её задачи.
Измерения астрометрических параметров и блеска и спектроскопия на КТ GAIA. Каталоги GAIA, их структура и объёмы.
Случайные и систематические ошибки данных. Использование прецизионной астрометрии для определения расстояний и
Байесовские оценки расстояний. Главные результаты исследования строения и кинематики галактических населений миссией GAIA.
- Тема 4 (PPTX)
Звёздная спектроскопия: приборы и методы. Массовые современные спектральные обзоры. Одномерная спектральная классификация.
Физические основы двумерной спектральной классификации: роль температуры и электронного давления. Классы светимости и
спектральные параллаксы. Доплеровское смещение и измерение лучевых скоростей звёзд. Библиотеки синтетических спектров.
Содержание химических элементов в атмосферах звезд. Показатель металличности [Fe/H] и массовое содержание основных элементов.
Влияние различий в химическом составе на цвета и светимости звезд. Первичный нуклеосинтез. Синтез химических элементов в
звёздах и особенности химического состава. "Первичные нуклиды", r, s-элементы нейтронного захвата. Относительное содержание
первичных нуклидов как способ диагностики истории звездообразования в населениях Галактики. Обогащение газо-пылевой среды
химическими элементами и звездообразование: процессы и характерные времена.
- Тема 5 (PPTX)
Диаграмма Герцшпрунга-Рассела (ГР) как основа изучения свойств звёздных населений. Разные виды диаграмм ГР.
Основы теории звёздной эволюции. Базы данных и библиотеки расчётов эволюционных треков и изохрон. Молодые звёздные объекты.
Источники энергии и времена жизни на разных стадиях звёздной эволюции. Принципы определения возраста звёздных скоплений,
избытков цвета и расстояний. Звёздная эволюция после Главной Последовательности. Понятие об электронном вырождении
звёздных ядер. Диаграммы Киппенхана. Конечные стадии эволюции звёзд разных масс. “Стандартные” свечи: эволюционный статус.
"Выход" химических элементов и обогащение МЗС тяжёлыми химическими элементами. Понятие о химической эволюции галактик.
Современная функция светимости (PDLF) и начальная функция масс (IMF).
- Тема 6 (PPTX)
Принципы построения универсальной шкалы расстояний. Тригонометрические параллаксы и современный статус
калибровки светимостей "стандартных свечей". "Движущиеся скопления" или метод радианта. Фотометрические расстояния
и “стандартные свечи” на разных стадиях звёздной эволюции. Ярчайшие красные гиганты (TRGB) и гиганты красного
сгущения (RCG). Зависимости "период – светимость - металличность" для классических цефеид и переменных звёзд типа RR Лиры.
"Термоядерные" Сверхновые типа Ia как "стандартные свечи" и цефеидные калибровки их светимостей. Зависимость
Талли-Фишера для дисковых галактик. Зависимость Фабер-Джексона ("фундаментальная плоскость") для эллиптических галактик.
Универсальная шкала расстояний и космологические параметры Вселенной. "Hubble Tension".
- Тема 7 (PPTX)
Cтроение населений Галактики. Метод звёздных подсчетов. Дифференциальная и интегральная функции блеска.
Примеры распределений звёздной плотности и моделирование структурных компонентов Галактики. Уравнение Шварцшильда и современные методы
его решения. Понятие о популяционном синтезе Галактики. Безансонская модель Галактики (BGM). Толстый диск Галактики и его характеристики.
Балдж/бар Галактики, их выделение, звёздное население. Нейтральный водород в диске Галактики.
- Тема 8 (PPTX)
Кинематика галактических населений. Систематические и случайные скорости объектов. Эллипсоид скоростей и его свойства.
Модели наблюдаемого поля пространственных скоростей. Апекс Солнца. Чисто круговые движения центроидов.
Дифференциальное вращение диска Галактики. Определение кинематических параметров методом максимума правдоподобия.
Пример некруговых движений. Эпициклическое приближение и свойства эпициклов. Движение по z-координате.
Локальная кинематика и вековой "разогрев" галактического диска. "Отставание" центроидов от объектов на круговых орбитах.
Связь возраста, пространственного распределения и особенностей кинематикив диске Галактики. Кинематика галактического бара и балджа.
Кинематика гало и толстого диска. Млечный Путь и его спутники. Центр Галактики и движение звёзд вокруг сверхмассивной чёрной дыры.
- Тема 9: Рассеянные звёздные скопления (PPTX)
Звездные скопления, или такие непростые "простые звездные населения - SSP (Simple Stellar Populations)": Рассеянные скопления.
Каталоги и базы данных. Выделение членов РЗС. Объяснение диаграмм ГР. Определение возрастов, расстояний и избытков цвета РЗС.
Пространственное распределение РЗС. Массы и размеры РЗС. Основные механизмы динамической эволюции и распад РЗС.
- Тема 10: Шаровые звёздные скопления (PPTX)
SSP: Шаровые скопления. Каталог шаровых скоплений. Объяснение диаграмм ГР и звездное население ШЗС. "Экзотические" объекты: голубые "бродяги",
UV-яркие звезды, белые карлики и ренгтеновские источники. Возрасты, массы и размеры ШЗС. Распределение звезд ШЗС. Пространственное
распределение и кинематика системы ШЗС в Галактике. Механизмы распада ШЗС. Аномальные ШЗС (Омега Центавра). Сценарии
происхождения ШЗС и неоднородность их популяции.
