Курс «Современная феноменология нейтронных звезд и черных дыр» читается студентам пятого курса астрономического отделения физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова.

В курсе описываются основные наблюдательные данные по астрофизике нейтронных звезд и черных дыр, а также модели, описывающие эти данные. Курс основывается на последних оригинальных результатов, а потому регулярно обновляется в связи с проведение новых исследований. Первая половина курса посвящена астрофизике нейтронных звезд. Особое внимание уделяется одиночным нейтронным звездам, не являющимися радиопульсарами. Во второй части, посвященной черным дырам, рассматриваются черные дыры различных типов: как наблюдающиеся, так и предсказываемые теоретиками.

В рамках курса слушатель узнает основные астрофизические проявления нейтронных звезд и черных дыр; основные модели, описывающие свойства субпопуляций компактных объектов различных типов; научится оценивать параметры различных популяций этих объектов.

Список всех тем лекций

Лекция 1. Вводная лекция.
Нейтронные звезды История предсказания и открытия нейтронных звезд Светимость Радиопульсары: история открытия Вращение нейтронной звезды Новые типы нейтронных звезд Магнетары Некоторые свойства магнетаров Магнитное поле магнетаров

Лекция 2. Нейтронные звёзды.
Великолепная семерка Радиопульсары Вращающиеся радиотранзиенты Кальеры Эллиптичность Поиск античастиц Темпы рождения нейтронных звезд Литература Интересная история

Лекция 3. Внутренняя структура нейтронных звёзд.
Протонейтронные звезды Строение звезд Уравнение Лейна-Эмдена Астрофизические свойства нейтронных звезд Описание внутренней структуры нейтронных звезд Кора Конфигурации Соотношение массы и радиуса Экспериментальные результаты Фазовая диаграмма Доли частиц Сверхтекучесть и сверхпроводимость Кварковые звезды Гибридные звезды Пионные звезды Резюме: внутренняя структура нейтронных звезд Массы нейтронных звезд Литература

Лекция 4. Свойства нейтронных звёзд.
Литература к семинарам Основные единицы измерения, величины и понятия Давление Условия применимости нулевой температуры Оценка параметров некоторых объектов Оценка параметров нейтронных звезд Основные формулы для нейтронных звезд

Лекция 5. Массы нейтронных звезд и белых карликов.
Максимальная и минимальная масса нейтронных звезд Спектр масс Бимодальное распределение Рождение нейтронных звезд Поправки Эффект Шапиро Измерение расстояний Двойной пульсар J0737-3039 Проверка теорий гравитации Системы из нейтронной звезды и белого карлика Аккреция нейтронных звезд

Лекция 6. Рентгеновские системы.
Массы прородителей Барстеры Ограничения Эксперимент по определению радиусов нейтронных звезд: основные идеи Вращение нейтронных звезд Гравитационное линзирование Литература

Лекция 7. Наблюдаемые характеристики нейтронных звёзд.
Обзор лекции Механизм получения дополнительной скорости Литература Альтернативные механизмы образования дополнительных скоростей Доказательства в пользу механизма "кика" Механизм с нейтрино Угол между направлением скорости и осью вращения Влияние "киков" на эволюцию в двойных системах Механизм сверхновых с захватом электронов Нейтронные звезды с маленькими скоростями Нейтронные звезды с большими скоростями Скорости центральных компактных объектов Связь между скоростью нейтронной звезды и морфологией остатка Механизм раскручивания Эволюция нейтронных звезд и "кики" Распределение нейтронных звезд в галактике

Лекция 8. Глитч. Прецессия.
Дополнительная скорость Двойные системы с черными дырами Литература Свойства глитчей Сверхтекучесть в коре нейтронной звезды Альтернативная интерпретация: продолжительный глитч Свободная прецессия Литература

Лекция 9. Эволюция нейтронных звезд.
Температура Магнитовращательная эволюция нейтронных звезд Модель: магнитный ротатор Изменение угла наклона Классификация стадий Критические периоды

Лекция 10. Эволюция магнитного поля.
Равновесное состояние Аккреция одиночных нейтронных звезд Начальные периоды Заключение и литература Молодые нейтронные звезды Нагрев звезды Параметры затухания История Модели

Лекция 11. Одиночные аккрецирующие нейтронные звезды.
Обзор предыдущей лекции Холловский аттрактор Распад поля Эволюция магнитных полей Эволюция поля в магнетарах Спрятанные магнетары Литература Одиночные аккрецирующие нейтронные звезды: параметры, модели, свойства Заключение Режим аккреции с оседанием

Лекция 12. Наблюдения в радиодиапазоне.
История Модель Кордеса и Лацио Перитоны Каталог Системы наблюдения Модели Предел на массу фотона Будущие и ближайшие проекты

Лекция 13. Эволюция нейтронных звезд. Тепловая эволюция.
Тепловая эволюция Начальная эволюция нейтронных звезд Остывание нейтронных звезд Нейтринные процессы Сверхтекучесть Светимость и возрастная неопределенность Возраст Данные Появление горячих областей на поверхности нейтронной звезды

Лекция 14. Атмосфера нейтронных звезд.
Добавочное тепло Некоторые данные и примеры Фазовый переход Механизм нагревания Остывание Литература Толщина атмосферы Состав атмосферы Глубина пульсаций Великолепная семерка Нейтронные звезды без атмосферы Магнетары со слабыми полями Литература

Лекция 15. Магнетары в галактике.
Обзор лекции Магнетары в галактике Пространственное распределение магнетаров Вспышки Типы вспышек Аномальный рентгеновский пульсар Связь между аномальными рентгеновскими пульсарами и SGR Компоненты спектра Связь между пульсарами и нейтронными звездами Возникновение магнитного поля Альтернативные теории без магнетаров Модели Магнетары со слабыми полями Количество магнетаров в галактике Магнетары вне нашей галактики Магнетары и сверхновые Еще немного о происхождении магнетаров Литература

Лекция 16. Синтез.
Основные идеи Эмпирический популяционный синтез Эволюционный популяционный синтез Популяционный синтез радиопульсаров Распределение скоростей Пространственное распределение Потенциал галактики Начальное распределение по периодам и полям Радиосветимость и параметры пульсара Результаты Где рождается излучение? Другие модели Модели Метод Монте-Карло марковских цепочек Моделирование остывающих нейтронных звезд Пояс Гулда Распределение Старые нейтронные звезды Обобщения для всех видов нейтронных звезд Результаты Литература

Лекция 17. Черные дыры.
Введение Литература Типы черных дыр Что такое черная дыра Коллапс облака Падение в черную дыру Горизонты Коллапс Черная дыра в центре галактики - SAG A* Визуализация Черные дыры звездных масс Массы прародителей Распределение масс черных дыр Нейтронные звезды образованные от массивных прародителей Металличность Двойные системы Гамма-всплески и черные дыры Последняя устойчивая орбита Нейтринные сигналы Другие способы регистрации черных дыр Регистрация коллапса массивной звезды в черную дыру Заключение

Лекция 18. Одиночные черные дыры.
Основные формулы и модели Распределение общей светимости аккрециирующих одиночных черных дыр Поиски в радиодиапазоне Электрон-позитронные потоки от одиночных черных дыр Рентгеновские и аккрециирующие одиночные черные дыры Свойства Линзирование на одиночных черных дырах Близкие к нам черные дыры Заключение

Лекция 19. Рентгеновские двойные системы.
Рентгеновские двойные Парадокс Алголя Полость Роша Другие эффекты Эхотомография Сжатые двойные Эволюция нормальных звезд Взаимодействие двойных друг с другом Прародители и потомки Потеря массы и эволюция Типы близких двойных Типы немассивных рентгеновских двойных Приливные эффекты Двойные в шаровых скоплениях Звездный ветер Взрыв сверхновой Потеря орбитального момента Литература

Лекция 20. Рентгеновские системы с чёрными дырами.
Двойные системы с черными дырами Светимость систем с черными дырами Функция масс Системы: черная дыра + пульсар Системы: черная дыра + черная дыра Микроквазары Классификация состояния источников с черными дырами Спектр Диск и джеты Корреляция между рентгеновским излучением и радиоизлучением Джеты нейтронных звезд Нейтронные звезды и черные дыры Вращение черных дыр Квазипериодические осцилляции Внутренняя граница диска Двойные системы в близких галактиках Механизм образования сверхмассивных черных дыр Литература

Лекция 21. Активное ядро галактики и квазары.
Литература История Черные дыры Sgr A* Проверка ОТО Данные по Sgr A* Пузыри в центре галактики Черная дыра в М31 Спектр блазаров Фоновое излучение Аккреция Методы измерения масс сверхмассивных ЧД

Лекция 22. Сверхмассивные чёрные дыры.
Линии свермассивных ЧД Сверхмассивные ЧД там, где их быть не должно Слишком массивные ЧД Центральные ЧД в карликовых галактиках ЧД в шаровых скоплениях Корреляция массы ЧД и балджа Масса ЧД и звездная масса Мазеры Газовая кинематика Метод ревербационного картирования Измерение массы с помощью расстояния Иллюстрации Рост структур во Вселенной Образование скопления галактик Формирование первых звезд и эволюция Формирование сверхмассивных черных дыр Моделирование

Лекция 23. Эволюция чёрных дыр.
Эволюция ЧД Модели Образование черных дыр Механизм через образование сверхмассивных звезд Пределы массы Квазар "задувает" галактику Масса ЧД и темп образования звезд ЧД в дисковых и эллиптических галактиках Эволюция числа активных ядер галактик Квазары и реионизация Слияния LISA

Лекция 24. Джеты. Блазары. Микроквазары.
Литература Микроквазары Сквизеры Линзирование

Лекция 25. Первичные чёрные дыры.
Литература Частицы

Лекция 26. Горизонт.
Литература Горизонт