Глушкова Елена Вячеславовна
«Звездные скопления»
Описание курса:
Курс «Звездные скопления» читается для студентов старших курсов астрономического отделения и магистров физического факультета и относится как к области астрофизики, так и к галактической астрономии. Звездные скопления – это «кирпичики», из которых сложены Млечный Путь и другие галактики, поэтому студентам необходимо иметь представление о происхождении, эволюции, физике звездных скоплений и методах, с помощью которых их исследуют. Скопления, с одной стороны, позволяют изучить структуру, кинематику, химическую эволюцию нашей Галактики, так как все физические характеристики (расстояние, возраст, поглощение в направлении на скопление, металличность (содержание элементов тяжелее гелия), лучевая скорость и собственное движение) определяются для скоплений намного точнее, чем для отдельных звезд, и при этом рассеянные скопления отслеживают дисковую подсистему Галактики, шаровые – сферическую. С другой стороны, с помощью молодых звездных скоплений и ассоциаций изучают физические процессы звездообразования, так как звезды, в основном, рождаются в группах и имеют схожие характеристики, отличаясь только массой, которая и определяет эволюционный путь звезды. В последнее десятилетие в связи с появлением больших обзоров неба в видимом, инфракрасном, ультрафиолетовом и других диапазонах (GAIA, 2MASS, WISE, Spitzer, данные с телескопа им. Хаббла и др.) многократно возрос объем информации, с помощью которой изучаются как характеристики скоплений в целом, так и отдельных звезд в них. В большинстве шаровых скоплений были найдены и детально исследованы вариации в содержании легких химических элементов среди звезд одного и того же скопления, что изменило наше представление о формировании таких объектов. В нашей Галактике открыты молодые массивные скопления (считалось, что в Млечном Пути они отсутствуют), ядерное скопление в центре, несколько тысяч новых рассеянных скоплений и несколько десятков шаровых, причем выяснилось, что не менее трети шаровых скоплений попали в нашу Галактику из разрушенных карликовых галактик. Открыты многочисленные подсистемы звездных скоплений в далеких галактиках. В результате освоения спецкурса «Звездные скопления» студенты получат весь этот объем современных знаний о скоплениях, их месте в исследовании галактик, научатся планировать наблюдения, объяснять и оценивать результаты наблюдений, анализировать большие каталоги данных в применении к скоплениям.
План курса:
Лекция 1
Современное определение понятия «звездное скопление». Сходство и различие рассеянные и шаровых скоплений. Отличие скоплений от звездной ассоциации. Что такое «погруженное скопление», YMC/SSC (молодое массивное скопление или сверхскопление), ядерное скопление.
Лекция 2
Основные характеристики звездных скоплений. Современные базы данных и каталоги параметров скоплений. Космические и наземные проекты по массовому исследованию звездных скоплений.
Лекция 3
Оценки полного числа скоплений в Галактике. Методы поиска звездных скоплений по большим современным обзорам неба. Методы проверки реальности найденных пиков плотности как физически связанных групп звезд. Последние результаты поиска и верификации новых скоплений.
Лекция 4
Звездные скопления в ближайших галактиках: БМО, ММО, М31. Сходство и различие этих систем с рассеянными и шаровыми скоплениями нашей Галактики. Подсистемы звездных скоплений в других галактиках.
Лекция 5
Распределение рассеянных звездных скоплений (РЗС) в Млечном Пути. Кинематические и физические характеристики РЗС. Астрофизические задачи, которые решаются с помощью рассеянных скоплений. Диаграммы «цвет-величина» и двухцветные диаграммы звезд РЗС. Влияние металличности на вид этих диаграмм. Построение начальной главной последовательности.
Лекция 6
Абсолютные и относительные методы определения расстояния до РЗС. Метод совмещения главной последовательности скопления с НГП на диаграммах «цвет-величина». Цефеиды в рассеянных скоплениях. Проблемы шкалы расстояний.
Лекция 7
Определение возраста РЗС. Определение поглощения в направлении на скопление по диаграммам «цвет-величина» и двухцветным диаграммам. Изучение закона поглощения с помощью РЗС.
Лекция 8
Строение и размеры РЗС. Проблемы выделения членов скоплений. Кинематический, статистический и фотометрический критерии отделения звёзд скопления от звёзд фона. Современные вероятностные методы определения членства звезд в РЗС. Функция светимости и функция масс звёзд в рассеянных скоплениях.
Лекция 9
«Погруженные» (в остатки родительского молекулярного облака) скопления, их свойства, методы исследования, каталоги. Природа и свойства молодых массивных скоплений Млечного Пути.
Лекция 10
Звездные ассоциации. Разбиение ОВ-звезд на группы методами кластерного анализа, последние результаты. Слабые члены звездных ассоциаций, результаты исследования отдельных группировок. Протозвезды и звездные ассоциации.
Лекция 11
Звёздные комплексы как группировки скоплений и ассоциаций. Природа звёздных комплексов. Иерархичность звёздообразования в пространстве и времени.
Лекция 12
Звёздный состав шаровых звёздных скоплений (ШЗС). Диаграмма "цвет-величина" звёзд ШЗС, основные последовательности. Эволюция звёзд в шаровых скоплениях.
Лекция 13
Химический состав звёзд ШЗС, вариации в содержании легких элементов внутри скопления. Множественность населений звёзд в шаровых скоплениях и теории, её объясняющие.
Лекция 14
Переменные звёзды в шаровых скоплениях. Источники рентгеновского излучения в ШЗС. Черные дыры в ШЗС.
Лекция 15
Методы определения расстояний до шаровых скоплений. Калибровка зависимости M(HB) - [m/H]. Определение абсолютного и относительного возраста шаровых скоплений. Зависимость «возраст-металличность». Происхождение шаровых скоплений Млечного Пути.
Лекция 16
Законы распределения плотности звёзд в ШЗС и методы их исследования. Структурные и динамические характеристики ШЗС. Массы шаровых звёздных скоплений. Функции светимости звёзд в ШЗС.
Лекция 17
Подсистема шаровых скоплений Галактики. Шаровые скопления гало и шаровые скопления диска. Сравнение системы ШЗС Млечного Пути с системами скоплений в других галактиках.
