FU:OAVENP0001 High Energy Astrophysics I - Course Information

OAVENP0001 High Energy Astrophysics I

Extent and Intensity

0/0/0. 5 credit(s). Type of Completion: zk (examination).

Teacher(s)

prof. Luigi Stella (lecturer)
doc. RNDr. Gabriel Török, Ph.D. (lecturer)

Guaranteed by

doc. RNDr. Gabriel Török, Ph.D.
Institute of physics in Opava

Timetable

Thu 16:25–18:50 425

Prerequisites (in Czech)

(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(N))

Course Enrolment Limitations

The course is only offered to the students of the study fields the course is directly associated with.

fields of study / plans the course is directly associated with

• Observational High Energy Astrophysics (programme FU, OBAFYVENM)

Course objectives (in Czech)

Kurz má spolu s navazující přednáškou přednášku Astrofyzika vysokých energií II studentům poskytnout 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. Nedílnou součást kurzu představuje aktivní práce studenta – zpracování dílčího projektu (eseje) na téma, které si student zvolí v souladu s doporučením garanta a vyučujícího.

Syllabus (in Czech)

• Přednáška pokryje následující témata: I . Úvod: Předmět a metody II. Historický úvod 1. Historie astrofyziky vysokých energií 2. Přístrojové vybavení: kolimované detektory, zobrazovací přístroje a teleskopy; prostorové, energetické a časové rozlišení 3. Rentgenová astronomie vs. astronomie v ostatních oborech spektra 4. přístrojové vybavení a satelity: historie a perspektivy III. Základy 1. Degenerovaný Fermiho plyn a kritická hmotnost 2. Kompaktní objekty: charakteristické rysy bílých trpaslíků, neutronových hvězd a černých děr 3. Fyzika akrece: radiální a diskový režim, účinnost, max a min teploty, Eddingtonova limita, mechanismy přenosu hmoty. IV. Kompaktní zdroje rentgenového a gama záření 1. rádiové a gama pulsary: Krabí mlhovina, dipólový model, ms pulsary, evoluce magnetického pole. 2. akreující rentgenové pulsary: orbitální modely, magnetické pole, charakteristické poloměry (akreční, magnetosférický a korotační), akreční momenty sil a spin-up, emisní geometrie, transientní charakteristiky. 3. LXMBs (Low mass X-ray binaries): vlastnosti a klasifikace, orbitální modulace, rentgenové záblesky, termonukleární model, expanse fotosféry. 4. Akreující a přechodové ms pulsary 5. Černé díry v rentgenových binárních systémech: spektrální a časové vlastnosti, výtrysky (jets), transientní charakteristiky, korelace v rádiovém a rentgenovém oboru. 6. “Soft Gamma Repeaters”, anomální rentgenové pulsary a magnetary. 7. Evoluce a demografie. 10 verze 24.5.2018 V. Gravitace v režimu silného pole: 1. relativistické rádiové pulsary v binárních systémech dvou neutronových hvězd, testy obecné relativity 2. Relativistické profily Fe K (alfa) spektrální čáry a kvazi-periodické oscilace (QPOs) jako diagnostické nástroje v extrémní gravitaci, měření odhady hmotnosti a spinu černých děr. VI. Zbytky supernov: vysokoenergetické emise

Literature

required literature
• Chandrasekhar: The Mathematical Theory of Black Holes, 1998, ISBN 978-0198503705, Clarendon Press
• Rosswog & Brüggen: Introduction to High-Energy Astrophysics, 2007, ISBN 978-0521857697, Cambridge University Press

recommended literature
• Seward & Charles: Exploring the X-ray Universe, 2010, ISBN 978-0521884839, Cambridge University Press
• Kawaler, Novikov & Srinivasan: Stellar Remnants, 1997, ISBN 978-3540615200, Springer
• Falanga, Belloni: The Physics of Accretion onto Black Holes, 2015, ISBN 978-1-4939-2227-7, Springer
• Netzer: The Physics and Evolution of Active Galactic Nuclei, 2013, ISBN 978-1107021518, Cambridge University Press
• Frank, King & Raine: Accretion Power in Astrophysics 3rd Edition, 2002, ISBN 978-0521620536, Cambridge University Press
• Misner, Thorne, Wheeler: Gravitation, 2017, ISBN 978-0691177793, Princeton University Press
• Glenndenning: Compact Stars, Nuclear Physics, Particle Physics, and General Relativity, 2000, ISBN 978-0387989778, Springer
• Shapiro & Teukolsky: Black Holes, White Dwarfs, and Neutron Stars, 1983, ISBN 978-0471873167, Wiley-VCH
• Rybicki & Lightman: Radiative Processes in Astrophysics, 1985, ISBN 978-0471827597, Wiley-VCH

Assessment methods (in Czech)

Vypracování projektu (eseje) k zápočtu. Ústní zkouška (formou obhajoby eseje a následné diskuze s doplňujícími otázkami v rámci okruhů pokrytých přednáškami).

Language of instruction

Czech

Further comments (probably available only in Czech)

The course can also be completed outside the examination period.
The course is taught annually.
Information on the extent and intensity of the course: 30 hodin přednášek.

• Enrolment Statistics (winter 2021, recent)
  
• Permalink: https://is.slu.cz/course/fu/winter2021/OAVENP0001