Курс посвящен звездной спектроскопии – области науки, находящейся на стыке теоретической и наблюдательной астрофизики, которая изучает методы получения звездных спектров, обработки и анализа спектральных данных. 

Спектроскопия - самый мощный инструмент исследования объектов Вселенной. Звездная спектроскопия высокого разрешения дает возможность определять различные характеристики звезд, звездных систем и межзвездной среды, их лучевые скорости, химический состав и его распределение в различных частях Галактики, изучать химическую эволюцию Галактики и внегалактических систем. 

Цель курса – познакомить студентов с современными оптическими методами исследования звезд, звездных систем и межзвездной среды. Это достигается включением в курс не только лекции по приборам, методам наблюдений, их обработке и анализу, но и практическим занятиям, на которых студенты сами учатся обрабатывать спектральные наблюдения, определять характеристики звезд и межзвездной среды, находить нужные атомные данные и определять содержания химических элементов в звездных атмосферах.

Список всех тем лекций

Лекция 1. Введение. Спектральная классификация звёзд. Диаграмма Герцшпрунга-Рассела.
Спектроскопия Спектр звезды как удостоверение личности Спектральная классификация звезд Параметры звезд и соотношения Диаграмма Герцшпрунга-Рассела (спектр-светимость) Качественное и количественное описание наблюдаемого спектра Какую информацию несет спектр?

Лекция 2. Инструментарий. Приёмники излучения и спектральные приборы.
Детекторы ПЗС-матрицы Микроканальная пластина Инфракрасные приёмники Спектральные приборы Призма Эталон Фабри-Перо Дифракционная решётка Сравнительные характеристики спектрографов

Лекция 3. Организация наблюдений. FITS-формат.
Организация наблюдений на современных телескопах Основные обсерватории и центры, предоставляющие открытый доступ к архивам спектральных наблюдений Составление заявок на наблюдения Наблюдения Получение наблюдательных данных FITS формат

Лекция 4. Обработка дифракционных спектров.
Предварительная обработка Обработка дифракционных спектров Чистка космических лучей Учет плоского поля Учет рассеянного света неба Выделение области спектра Создание одномерного спектра Калибровка по длинам волны Учет поглощения Учет межзвездного поглощения Учет теллурических лучей Абсолютная калибровка по потокам

Лекция 5. Обработка кросс-дисперсионных спектров.
Предварительная обработка Распределение интенсивности в эшелле-спектре Функция блеска щели Этапы обработки эшелле-спектра Определение положений отдельных порядков Выделение эшелле-порядков Калибровка по длинам волн Учет плоского поля Учет рассеянного света Калибровка по потокам Объединение спектров отдельных порядков Нормализация спектра на уровень континуума

Лекция 6. Формирование межзвездных линий поглощения.
Звездная спектрометрия Условия холодной межзвездной среды Образование межзвездных линий Коэффициент поглощения в линии Определение параметров межзвездных облаков Распределение компонентов по скоростям

Лекция 7. Физика звёздных атмосфер.
Физика звездных атмосфер Солнечная атмосфера Основные понятия Взаимодействие излучения и вещества Модели звездных атмосфер

Лекция 8. Физика звёздных атмосфер (продолжение).
Уравнение переноса излучения Уравнение гидростатического равновесия Уравнение сохранения энергии Расчеты моделей звездных атмосфер

Лекция 9. Расчёты моделей звёздных атмосфер.
Звездная атмосфера Спектр потока Результаты наблюдений Основные понятия Профиль коэффициента поглощения в линии Полный профиль коэффициента поглощения Другие эффекты, определяющие профиль спектральной линии Величины, необходимые для описания спектральной линии

Лекция 10. Базы данных спектральных линий.
R.Kurucz database NIST Atomic Spectra database VALD (Vienna Atomic Line database) VAMDC (Виртуальный центр атомных и молекулярных данных)

Лекция 11. Формирование спектральных линий в звездных атмосферах.
Спектральная линия Зависимость эквивалентной ширины от содержания элемента - кривая роста Функция вклада Зависимость от микротурбулентной скорости Инструментальный профиль Синтетический спектр звезды

Лекция 12. Определение параметров звездных атмосфер.
Ускорение силы тяжести для спектральных и затменных двойных Эффективная температура Метод инфракрасных потоков Фотометрия Спектроскопия Автоматическое определение

Лекция 13. Синтетический спектр. Программа анализа звездных спектров BinMag.
Программа анализа звездных спектров BinMag Метод градиентного спуска Задача

Лекция 14. Расчет синтетического спектра в неравновесных условиях.
Локальное термодинамическое равновесие (ЛТР) Отклонение поля излучения в солнечной атмосфере от равновесного Ионизационное равновесие Не и С в атмосфере звезды 50000/4.0/0 Статистическое равновесие атомов: зависимость от звездных параметров Отклонение от ЛТР в спектральных линиях Влияние отклонений от ЛТР на определение содержания химических элементов