OAVENP0010 Astrofyzika vysokých energií II

Fyzikální ústav v Opavě
léto 2025
Rozsah
30 hodin přednášek. 5 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
prof. Luigi Stella (přednášející)
Garance
doc. RNDr. Gabriel Török, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(N))
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Kurz úzce navazuje na přednášku Astrofyzika vysokých energií I a spolu s ní studentům poskytuje nezbytné primární kompendium informací a znalostí o astrofyzice vysokých energií jako specifické vědecké disciplíně a o kosmických objektech, které jsou předmětem jejího zájmu: kompaktní finální stádia hvězdné evoluce – bílí trpaslíci, černé díry a neutronové hvězdy, pulsary, aktivní galaktické jádra (AGN). Posluchači kurzu budou dále seznámeni s historickými konotacemi a klíčovými milníky oboru, teoretickými základy a vazbami oboru na další fyzikální disciplíny (obecnou a speciální relativitu, částicovou a nukleární fyziku, statistické metody, teorie mnoho částic), současnými i historickými observačními metodami a výsledky, moderními observačními technologiemi pro terestrická i satelitní pozorování v rentgenové, gamma i rádiové oblasti elektromagnetického spektra.
Osnova
  • V kurzu bude diskutováno i vysoce aktuální téma emise a detekce gravitačních vln. Nedílnou součást kurzu představuje aktivní práce studenta – zpracování dílčího projektu (eseje) na téma, které si student zvolí v souladu s doporučením garanta a vyučujícího. Přednášky pokryjí následující témata: I. Vysokoenergetické emise z blízkých galaxií: 1. M31 a Megallenova mračna: srovnání s naší Galaxií 2. Extrémně zářivé rentgenové zdroje II: Astrofyzikální zdroje gravitačních vln: 1. Splývající binární systémy a jejich formování, gravitační kolaps, rychle rotující neutronové hvězdy a magnetary. 2. Elektromagnetické protějšky a jejich vyhledávání 3. Zdroje gravitačních vln s velmi nízkou frekvencí (LISA a PTA) II. Rychlé rádiové záblesky: charakteristické vlastnosti a modely. IV. Záblesky v oboru gamma: 1. Úvod, historie a klíčové pozorování. 2. Možné zdroje, možné relace k k supernovám, hostitelské galaxie. 3. Spektra a světelné křivky 4. Problém kompaktnosti a relativistického fireballu 5. Vnitřní a vnější šoky, dosvit a centrální pohon V. Aktivní galaktická jádra (AGN) 1. Historický úvod, klíčové pozorování a koncepce 2. Paradigma akrece na supermasivní černé díry. 3. Taxonomie a vzhled AGN 4. Unifikační schéma rádiově hlasitých AGN 5. Problém kompaktnosti 6. Superluminální rychlosti 7. Unifikační schéma rádiově tichých AGN 8. Disky AGN, výtrysky (jets), větry, atmosféry, oblasti čar a 1. molekulární torus 9. Centrální pohon: akrece, rentgenová spektra, dvoufázový diskový model VI: AGN demografie a evoluce
Literatura
    povinná literatura
  • Frank, King & Raine: Accretion Power in Astrophysics 3rd Edition, 2002, ISBN 978-0521620536, Cambridge University Press
  • Shapiro & Teukolsky: Black Holes, White Dwarfs, and Neutron Stars, 1983, ISBN 978-0471873167, Wiley-VCH
  • Chandrasekhar: The Mathematical Theory of Black Holes, 1998, ISBN 978-0198503705, Clarendon Press
    doporučená literatura
  • Falanga, Belloni: The Physics of Accretion onto Black Holes, 2015, ISBN 978-1-4939-2227-7, Springer
  • Seward & Charles: Exploring the X-ray Universe, 2010, ISBN 978-0521884839, Cambridge University Press
  • Kawaler, Novikov & Srinivasan: Stellar Remnants, 1997, ISBN 978-3540615200, Springer
  • Rybicki & Lightman: Radiative Processes in Astrophysics, 1985, ISBN 978-0471827597, Wiley-VCH
  • Glenndenning: Compact Stars, Nuclear Physics, Particle Physics, and General Relativity, 2000, ISBN 978-0387989778, Springer
  • Rosswog & Brüggen: Introduction to High-Energy Astrophysics, 2007, ISBN 978-0521857697, Cambridge University Press
  • Netzer: The Physics and Evolution of Active Galactic Nuclei, 2013, ISBN 978-1107021518, Cambridge University Press
  • Misner, Thorne, Wheeler: Gravitation, 2017, ISBN 978-0691177793, Princeton University Press
Metody hodnocení
Vypracování projektu (eseje) k zápočtu. Ústní zkouška (formou obhajoby eseje a následné diskuze s doplňujícími otázkami v rámci okruhů pokrytých přednáškami).
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích léto 2021, léto 2022, léto 2023, léto 2024.