Division of the Galaxy and Variable Stars

Минимум знаний по звездной астрономии

Экзаменационные билеты (осень 2023) по курсу звёздной астрономии

Справочные материалы для решения задач на семинарах по звёздной астрономии

Внимание! Вводится 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.