asztrofizika

TÁMOP-4.1.2.A/1-11/1, 2013

Szerzők: Dr. Szatmáry Károly, Dr. Vinkó József,
Dr. Gergely Árpád László, Dr. Keresztes Zoltán
Szerkesztők: Dr. Székely Péter, Szalai Tamás
Szegedi Tudományegyetem, Fizikus Tanszékcsoport

Lektor: Dr. Szabados László
MTA CSFK KTM Csillagászati Intézet, Budapest

Asztrofizika

Elektronikus segédanyag a csillagász MSc és a fizikus MSc asztrofizika modult végző hallgatók számára
verzió: 2013. 04. 26.

1. Csillagok szerkezete (Dr. Vinkó József) pdf, 390 kB
1.1. Csillagok egyensúlya és stabilitása
    1.1.1. A viráltétel
    1.1.2. A hidrosztatikai egyensúly egyenlete
1.2. Állapotegyenlet a csillagokban
    1.2.1. A nyomásintegrál
    1.2.2. A sugárzási tér szerepe
1.3. Egyszerű csillagmodellek
    1.3.1. Állandó sűrűségű modell
    1.3.2. Fizikai viszononyok a centrumban
    1.3.3. A csillaglégkör szerkezete
1.4. A fehér törpecsillagok belső szerkezete
    1.4.1. A nagyon nagy sűrűségű anyag á́llapotegyenlete
    1.4.2. A Chandrasekhar-tömeg
1.5. Az energia terjedése a csillagokban
    1.5.1. Sugárzási energiatranszport
    1.5.2. Az Eddington-féle kritikus fényesség
    1.5.3. Konvekció
    1.5.4. Energiatranszport a magban
1.6. A csillagok energiatermelése
    1.6.1. Lehetséges mechanizmusok
    1.6.2. Atommagok ütközése
    1.6.3. Az alagúteffektus szerepe
    1.6.4. A reakcióráta
    1.6.5. A hatáskeresztmetszet becslése
    1.6.6. Nemrezonáns hatáskeresztmetszet
    1.6.7. Rezonáns hatáskeresztmetszet
    1.6.8. Az energiatermelés hőmérsékletfüggése
    1.6.9. A gyenge kölcsönhatás szerepe
    1.6.10. Magreakciók a csillagokban
1.7. Összefoglalás

2. Csillagfejlődés (Dr. Vinkó József) pdf, 1,7 MB
2.1. Csillagkeletkezés
    2.1.1. Gravitációs kollapszus, Jeans-tömeg
    2.1.2. Izotermikus össszehúzódás
    2.1.3. Adiabatikus összehúzódás
    2.1.4. Protocsillagok evolúciója
    2.1.5. A forgás szerepe, korong-képződés
    2.1.6. Kezdeti tömegfüggvény
2.2. Csillagfejlődés a fősorozaton
    2.2.1. A kémiai összetétel változása
    2.2.2. Izotermikus He-mag, Schönberg-Chandrasekhar határ
2.3. Csillagfejlődés az óriáságon
    2.3.1. Kis tömegű csillagok
    2.3.2. Nagy tömegű csillagok
2.4. Csillagfejődési végállapotok
    2.4.1. Fehér törpék evolúciója
    2.4.2. Szupernóvák
    2.4.3. Neutroncsillagok, fekete lyukak
2.5. Csillagfejlődés szoros kettős rendszerekben
    2.5.1. Lagrange-pontok, Roche-térfogat
    2.5.2. Szoros kettőscsillagok fejlődése
    2.5.3. Tömegátadás kompakt objektum esetén
    2.5.4. Robbanások fehér törpét tartalmazó kettősökben

3. Változócsillagok (Dr. Szatmáry Károly) pdf, 16 MB
3.1. Változócsillagok elnevezése, jelölése
3.2.  Változócsillagok típusai
3.3.  Pulzáló változócsillagok
    3.3.1.  A pulzáció oka, hajtómechanizmusa
    3.3.2.  d Scuti csillagok
    3.3.3.  RR Lyrae csillagok
    3.3.4.  Cefeidák
    3.3.5.  Mira és szemireguláris csillagok
    3.3.6.  Nemradiális pulzáció
3.4. Távolságmeghatározás
3.5. Automatikus osztályozás nagy adatbázisokban
3.6. Periódusváltozások
    3.6.1.  A fényesség periódusváltozásának lehetséges okai
3.7.   Fedési kettőscsillagok
3.8.   Rotáló változócsillagok
    3.8.1. Pulzárok
3.9. Eruptív változócsillagok
3.10. Kataklizmikus változócsillagok
    3.10.1.  Törpenóvák
    3.10.2. Nóvák
    3.10.3. Szupernóvák
3.11.   Az O-C diagram módszer
3.12.   Periódus meghatározó módszerek
    3.12.1.  A legkisebb négyzetek módszere
    3.12.2.  Autokorreláció és Maximum Entrópia Módszer (MEM)
    3.12.3.  Sztringhossz módszer
    3.12.4. Fázis Diszperzió Minimalizálás
    3.12.5.  Fourier analízis
        3.12.5.1. A Fourier analízis gyakorlati megvalósítása
        3.12.5.2. Fehérítés
    3.12.6. A wavelet-analízis
        3.12.6.1. Matematikai alapok
        3.12.6.2. Diszkrét wavelet-transzformáció
        3.12.6.3.  A wavelet-térkép
3.13.   A fényidő-effektus
3.14.   Pulzáló csillagok kettős rendszerekben
3.15.   Fedésidőpont-változás tranzitos exobolygóknál
3.16.   Irodalomjegyzék

4. Galaktikus dinamika (Dr. Vinkó József) pdf, 860 kB
4.1. Extragalaxisok típusai
4.2. A Tejútrendszer szerkezete
    4.2.1. Korong (diszk)
4.2.2. Központi dudor (bulge)
    4.2.3. Galaktikus centrum
    4.2.4. Peremvidék (halo)
4.3. Galaktikus kinematika
    4.3.1. A Nap mozgása
    4.3.2. Differencális rotáció, Oort-konstansok
    4.3.3. A Tejútrendszer rotációs görbéje
4.4. Galaktikus dinamika
    4.4.1. A Galaxis gravitációs tere
    4.4.2. Mozgás tengelyszimmetrikus gravitációs térben
    4.4.3. Sebesség-diszperzió
    4.4.4. A spirálszerkezet
    4.4.5. Csillag-ütközések
    4.4.6. Az ütközésmentes Boltzmann-egyenlet

5. Relativisztikus asztrofizika (Dr. Gergely Árpád László) pdf, 22,5 MB
5.1. Relativisztikus csillagmodellek
    5.1.1. Az Einstein-egyenletek megoldásáról
   5.1.2. Gömbszimmetrikus csillagok hidrosztatikai egyensúlya és az Oppenheimer-Volkoff egyenlet
    5.1.3. A belső Schwarzschild megoldás
    5.1.4. Neutroncsillagok
5.2. Gravitációs kollapszus és fekete lyukak
    5.2.1. Oppenheimer-Snyder kollapszus
    5.2.2. Gömbszimmetrikus fekete lyukak
    5.2.3. Energia feltételek
    5.2.4. Forgó fekete lyukak
    5.2.5. A szupernehéz fekete lyukak tömegének és spinjének meghatározása megfigyelésekből
5.3. Fekete lyukak asztrofizikai környezete
    5.3.1. Akkréciós korongok
    5.3.2. Nyílt és zárt mágneses terek
    5.3.3. Spin limit és az energiakonverzió hatékonysága
    5.3.4. Részecske-nyalábok
    5.3.5. X-alakú rádiógalaxisok

6. Struktúraképződés és a kozmológia alapjai (Dr. Gergely Árpád László, Dr. Keresztes Zoltán) pdf, 54,5 MB
6.1. A standard kozmológiai modell
     6.1.1. Kozmográfia
     6.1.2. A dinamikai egyenletek
     6.1.3. Por- és sugárzás-dominált univerzumok
     6.1.4. A kozmológiai állandó által dominált univerzum
     6.1.5. Az anyag és kozmológiai állandó együttese
     6.1.6. Kozmológiai megfigyelések
     6.1.7. A sötét anyag
     6.1.8. A standard kozmológiai modell problémái
     6.1.9. Az Univerzum vázlatos története
6.2. Inflációs korszak
     6.2.1. Inflációs modellek
     6.2.2. Infláció egy skalármezővel
     6.2.3. A lassú gördülés modellje
6.3. A kvarkoktól az atomokig
     6.3.1. A kvarkok és leptonok kialakulása
     6.3.2. A barionok és mezonok kialakulása
     6.3.3. Neutrínó lecsatolódás
     6.3.4. Neutronhányad
     6.3.5. Elsődleges nukleoszintézis
     6.3.6. Rekombináció
6.4. Lineáris struktúraképződés
     6.4.1. Kozmológiai perturbációszámítás
     6.4.2. Perturbációk a sugárzás- és pordominált Univerzumban
     6.4.3. Kétkomponensű kozmikus folyadék perturbációi
     6.4.4. Az anyag teljesítményspektruma
6.5. A struktúra nemlineáris fejlődése
     6.5.1. A struktúraképződés numerikus szimulációja
     6.5.2. A sötét és a világító anyagstruktúrák egybeesése
     6.5.3. Akusztikus barionoszcillációk
6.6. A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás
     6.6.1. A CMB kimutatása
     6.6.2. Fotoneloszlást befolyásoló hatások
     6.6.3. A fotoneloszlás dinamikájának egyszerűsített modellje
     6.6.4. A foton- és neutrínó eloszlások hőmérsékleti fluktuációi
     6.6.5. A hőmérsékleti fluktuáció Fourier-transzformáltjának multipólus-sorfejtése
     6.6.6. Hőmérsékleti teljesítményspektrum
     6.6.7. A hőmérsékleti teljesítményspektrumot meghatározó fontosabb kozmológiai effektusok
     6.6.8. A CMB polarizációs teljesítményspektruma
6.7. Az Univerzum jövője

A tananyag kipróbálásra kerül a 2012/2013. tanév 2. (tavaszi) és a 2013/2014. tanév 1. (őszi) félévében az
SZTE csillagász MSc és a fizikus MSc kurzusai keretében nappali tagozaton.

A tananyag elérhetősége: http://astro.u-szeged.hu/oktatas/asztrofizika.html
A 6 fejezet egyben: pdf, 116 MB !!!
Tesztkérdések: txt, 16 kB