Программа 1-й Школы современной астрофизики (2005)




В.С.Бескин
(Отделение Теоретической физики ФИАН)


ОСЕСИММЕТРИЧНЫЕ СТАЦИОНАРНЫЕ ТЕЧЕНИЯ В АСТРОФИЗИКЕ


Гидродинамический предел - классические задачи аккреции и эжекции

Астрофизическое введение
Oсновные свойства трансзвуковых гидродинамических течений
Осесимметричные стационарные течения - нерелятивистский случай
Осесимметричные стационарные течения в окрестности черной дыры

Бессиловое приближение - магнитосфера радиопульсаров

Астрофизическое введение
Основные физические процессы
Генерация вторичной плазмы
Пульсарное уравнение
Энергетические потери пульсаров

Бессиловое приближение - магнитосфера черной дыры

Астрофизическое введение
Основные уравнения
Механизм энерговыделения
Структура магнитосферы черной дыры

Полная магнитогидродинамическая версия - ускорение частиц и образование струйных выбросов

Астрофизическое введение - коллимация и ускорение частиц
Основные уравнения
Общие теоремы
Точные решения
Другие методы исследования

В.А.Догель
(Отделение Теоретической физики ФИАН)


КИНЕТИКА КОСМИЧЕСКИХ ЛУЧЕЙ


Распространение космических лучей в межзвездной среде

Уравнение Больцмана в рассеивающей среде
Уравнение Фоккера-Планка
Диффузионное приближение
Распространение частиц в случайных электромагнитных полях
Резонансное рассеяние частиц МГД-волнами
Вытекание частиц из Галактики, галактическое гало

Процессы ускорения космических лучей

Ускорение Ферми
Формальный вывод кинетического уравнения для ускорения в рассеивающей среде
Формирование степенных спектров
Ускорение частиц ударными волнами
Структура ударного фронта с учетом обратного влияния ускоренных частиц
Влияние структуры ударного фронта на характеристики спектров ускоренных частиц
Число ускоренных частиц; процессы инжекции
Энергия инжекции
Поток ускоренных частиц; "убегающие" частицы
Парадоксы интерпретации спектров рентгеновского излучения, излучаемого субрелятивистскими электронами космических лучей

Теория происхождения космических лучей

Диффузионная и конвективная модели распространения
Теория галактического ветра
Локальные и глобальные характеристики космических лучей; парадоксы интерпретации

Формирование химсостава космических лучей в межзвездной среде и его корректная интерпретация

Терия происхождения гамма и радио-излучения Галактики.
Особенности кинетического уравнения для электронной компоненты космических лучей

В.Н.Лукаш
(Астрокосмический центр ФИАН)


ОЧЕНЬ РАННЯЯ ВСЕЛЕННАЯ


Наблюдательные основания теории очень ранней Вселенной.

Рождение первичных космологических возмущений.

Теория гравитационной неустойчивости Вселенной.
Адиабатические, изометрические и тензорные моды.
Лагранжиан и гамильтониан космологических возмущений.
Конформная неинвариантность и спонтанное рождение космологических неоднородностей в ранней Вселенной.

Теория инфляции.

Стартовые условия инфляции и спектры космологических неоднородностей.
Хаотическая и Лямбда-инфляция.

Наблюдательные предсказания и проверка теории очень ранней Вселенной.


Д.Г. Яковлев
(Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН Санкт-Петербург)


СТРОЕНИЕ НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗД


1. Введение

Общие сведения о нейтронных звездах. Типичные массы, радиусы и плотности вещества. Образование нейтронных звезд; нейтронные звезды в Галактике. Наблюдательные проявления нейтронных звезд.

2. Уравнение состояния холодного плотного вещества

Четыре диапазона плотности холодного вещества. Статистические соотношения для холодного вещества. Вырожденный идеальный электронный газ. Кулоновские (электростатические) поправки к уравнению состояния релятивистского газа. Атомные ядра, в том числе с нейтронным избытком. Уравнение состояния холодного вещества при плотностях ниже порога нейтронизации. Основные параметры модуль сжатия, энергия симметрии. Уравнение состояния холодного вещества при плотностях выше плотности но ниже плотности образования однородной материи; овраг неустойчивости. Кулинарные атомные ядра вблизи порога образования однородной ядерной материи. Уравнение состояния холодной однородной ядерной материи, состоящей из нейтронов, протонов и электронов. Гиперонизация вещества сверхъядерной плотности. Реалистические уравнения состояния вещества сверхъядерной плотности (мягкие, умеренные и жесткие уравнения состояния). Экзотические уравнения состояния вещества сверхъядерной плотности: модели пионного конденсата, каонного конденсата, странной кварковой материи.

3. Равновесие и устойчивость нейтронных звезд

Равновесие сферически-симметричных холодных звезд. Политропные звезды. Основы общей теории относительности; уравнения Эйнштейна. Метрика пространства-времени в сферически-симметричной релятивистской звезде; уравнение Оппенгеймера-Толмена-Волкова. Универсальный профиль плотности в оболочке нейтронной звезды. Численное построение моделей нейтронных звезд; граничные условия в центре и на поверхности звезды, выбор шага интегрирования, интерполяция уравнения состояния. Возмущения в звезде при отклонении от положения равновесия; лагранжевы и эйлеровы возмущения, возмущения интегральных величин. Уравнения собственных колебаний звезд; радиальные колебания. Критерии устойчивости звезд относительно малых возмущений: общий критерий для частоты основного тона; ограничение на средний показатель адиабаты; интегральный критерий на зависимость массы от центральной плотности. Два семейства вырожденных звезд: белые карлики и нейтронные звезды.

4. Строение нейтронных звезд: теория и наблюдения

Теоретические представления о строении нейтронных звезд. Кора и ядро звезды. Соотношение масса-радиус для звезд с мягким, умеренным и жестким уравнением состояния. Странные звезды. Наблюдения нейтронных звезд: массы и радиусы. Массы нейтронных звезд - рентгеновских источников - в тесных двойных системах; Vela X-1. Массы нейтронных звезд-радиопульсаров в тесных двойных системах с нейтронными звездами. Релятивистские эффекты в орбитальном движении; излучение гравитационных волн. Пульсар Халса-Тейлора. Массы нейтронных звезд в тесных двойных системах с белыми карликами. Рекордно быстро вращающиеся нейтронные звезды. Сравнение теории внутреннего строения нейтронных звезд с наблюдениями.