(Курс лекций для студентов 2 курса АО МГУ, осень 2025/2026)
- Минимум знаний по звездной астрономии
- Экзаменационные билеты (осень 2024) по курсу звёздной астрономии
- Программа курса "Галактическая астрономия" (DOCX) (для студентов 2 курса АО МГУ)
- Справочные материалы для решения задач на семинарах по звёздной астрономии
Содержание разделов курса:
- Глава 1: Звёздная (галактическая) астрономия (PPTX).
Предмет, задачи и методы звёздной астрономии. Физическое разнообразие звёзд и их основные характеристики: массы, радиусы,
температуры, светимости. Млечный Путь в мире галактик: от Местной Группы до гиперскоплений.
Понятие об основных структурных компонентах дисковых галактик и их свойствах. 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. Центры астрономических данных и базы данных.
Астробиблиография. Концепция и некоторые программные средства Виртуальной Обсерватории (VO). Крупные наземные и космические телескопы.
- Глава 2: Звёздная фотометрия (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. Понятие о модуле расстояния. Показатели цвета. Нормальные цвета звёзд и их связь
со спектральными классами и эффективной температурой. Болометрические поправки. Современные 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. Понятие о законе
межзвёздного поглощения. Аппроксимации закона поглощения от УФ до NIR и особенности поглощения. Трёхцветные Q-индексы и функции Везенхайта.
3D карты поглощения.
- Глава 3: Астрометрические основы (PPTX).
Прямые и косвенные методы определения расстояний. Тригонометрические параллаксы звёзд как основа универсальной шкалы расстояний.
Астрометрия узкого поля. Редукция параллаксов и собственных движений. Принципы астрометрии широкого поля.
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.
- Глава 4: Звёздная спектроскопия (PPTX).
Спектральные 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" и r, s-элементы нейтронного захвата. Относительное содержание
первичных нуклидов как основа диагностики истории звездообразования в разных населениях Галактики. Обогащение газо-пылевой среды
химическими элементами и звездообразование: процессы и характерные времена.
- Глава 5: Основы звёздной эволюции (PPTX).
Варианты диаграммы Герцшпрунга-Рассела (ГР) как характеристика свойств звёздных населений.
Основы теории звёздной эволюции. Современные библиотеки 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).
- Глава 6: Астрономическая шкала расстояний (PPTX).
Принципы построения универсальной шкалы расстояний. Тригонометрические параллаксы и современный статус
калибровки светимостей "стандартных свечей". "Движущиеся скопления" или метод радианта. Фотометрические расстояния
и эволюционные стадии некоторых “стандартных свечей”. 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. Понятие о "Hubble Tension".
- Глава 7: Cтроение населений Галактики (PPTX).
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.
- Глава 8: Кинематика галактических населений (PPTX).
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 дисковых подсистем.
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.
Дополнительные главы звёздной астрономии:
- Глава 9: Рассеянные звёздные скопления (PPTX).
Звездные скопления, или такие непростые "простые звездные населения - SSP (Simple Stellar Populations)": Рассеянные скопления.
Современные каталоги и базы данных РЗС. 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.
- Глава 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.
