Csillagászati spektroszkópia - speciálkollégium, '98/99 II. félév - Elõadó: Dr. Vinkó József tudományos fõmunkatárs
(Optikai és Kvantumelektronikai Tanszék)
Kiss László doktori ösztöndíjas
(Kísérleti Fizikai Tanszék)Kurzuskód: OPT261-0 (PhD), OPT383-0 (nappali)
Tervezetett helyszín és idõpont: Kis. Fiz. és Opt. könyvtár, szerda 17-19h
Célkitûzések: A színképelemzés csillagászati alkalmazásainak részletes ismertetése. A szükséges elméleti és gyakorlati háttér, valamint a különbözõ égitestekrõl a spektroszkópiával nyerhetõ legfontosabb fizikai paraméterek áttekintése. Az eredmények értelmezése. Csillagászat iránt mélyebben is érdeklõdõ fizikus és fizika szakos hallgatóknak, doktori ösztöndíjasoknak.
Jelentkezés: személyesen az elõadóknál (Béke-épület I.emelet 54. szoba, ill. V. emelet Csillagda), ill. az elsõ elõadáson
Elsõ elõadás: 1999.02.10.
Tematika
Kicsit bõvebben:
1. Történet + osztályozás2. Spektrográfok, speciális mûszerek
- Th. Young, W. Wollaston, J. Fraunhofer
- abszorpciós vonalak felfedezése, tapasztalati összefüggések
- csillagok és bolygók
- Kirchhoff és Bunsen - Kirchhoff törvényei
- spektrálklasszifikáció - Pickering és Cannon
- OBAFGKM kialakulása, HRD
- luminozitás-osztályok, MK-rendszer
- aktuális problémák: automatikus spektrálklasszifikáció keresztkorrelációs technikával
3. Elektromágneses sugárzás
- spektroszkóp általános felépítése
- jellemzés (diszperzió, spektrális tisztaság, felbontóképesség, szabad spektrális tartomány, fényerõ)
- spektroszkóp átviteli függvénye
- Cassegrain-spektrográf
- image slicer
- hullámhossz-kalibráció
- echelle spektrográf
- Doppler-effektus, vonalpozíciók
- keresztkorrelációs sebességmérés, CORAVEL, jód cellás technika
4. A sugárzás terjedése a csillagatmoszférában
- fény, mint hullám
- Poynting-vektor és sugárnyomás
- feketetest-sugárzás, Stefan-Boltzmann- és Wien-törvény, Planck-görbe
- folytonos és vonalas színkép
- dipólsugárzás, monokromatikus síkhullám
- Einstein-együtthatók
- az abszorpció és emisszió klasszikus és kvantumos elmélete
5. A spektrumvonalak szerkezete
- sugárzási tér - specifikus intenzitás, átlagos intenzitás, fajlagos és teljes energiasûrûség, sugárzási fluxus
- mit mérünk: fluxus kontra intenzitás
- opacitás definíciója
- termodinamikai egyensúly, lokális termodinamikai egyensúly
- optikai mélység
- opacitásért felelõs mechanizmusok, folytonos és diszkrét
- teljes opacitás, Rosseland-féle átlag
- transzferegyenlet, formális megoldás és szürke atmoszféra modell
- szélsötétedés
6. Naprendszeri spektroszkópia
- ekvivalens szélesség, abszorpciós koefficiens hullámhosszfüggése
- természetes vonalszélesség, oszcillátor-erõsség
- ütkõzési csillapodás
- termikus Doppler-effektus
- csillapodás és Doppler - Voigt-profil
- kontribúciós függvény
- turbulencia (mikro és makro), granuláció hatása
7. Csillagok I.
- bolygóatmoszférák, infravörös molekula-átmenetek
- óriásbolygók és holdjaik légköre
- rezgési és forgási átmenetek a távoli infravörösben
- kisbolygók reflexiós tulajdonságai, ásványi összetétel, kisbolygók típusai
- üstökösök emissziós színképe, üstökös-kisbolygó dichotómia
- gáz- és vízkibocsátás sebessége
- a Nap légköre, Zeeman-effektus, Stark-effektus, napfoltok
8. Csillagok II.
- radiális sebesség mérése, Doppler-effektus
- vonalprofil hatása a sebességmérésre
- keresztkorrelációs sebességmérés (digitális és CORAVEL)
- pulzációs radiális sebesség-változások, projekciós effektus (p-faktor)
- rotációs vonalkiszélesedés, csillagfoltok, Doppler-imaging
- kettõscsillagok - dinamikai paraméterek meghatározása
9. Csillagok III.
- gerjesztettség és ionizáltság eloszlása, Boltzmann-egyenlet
- Saha-egyenlet, az ionizáltsági viszonyok, pl. hidrogén ionizációs zóna
- növekedési görbe, kémiai analízis, elektron-koncentráció (Inglis-Teller, Stark-szárnyak)
- kémiai összetétel vonalprofil-szintézissel
- differenciális kémiai analízis
10. Galaktikus források
- emissziós csillagok a fõsorozat mentén
- Wolf-Rayet csillagok
- forró csillagszél, P Cygni profil
- hideg csillagszél, cirkumsztelláris abszorpció, infravörös excesszus, porképzõdés
- emissziós M-törpék
- emissziók pulzáló változócsillagokban
11. Extragalaktikus források
- csillagközi anyag, gáz és por, hideg és forró
- intersztelláris abszorpció (Na D)
- diffúz intersztelláris vonalak (DIB), vörösödés meghatározása
- HII-régiók, Strömgren-sugár, ionizációs front
- planetáris ködök, nebuláris (tiltott) vonalak, tágulási sebesség, aszimmetrikus morfológia
- szupernóva-maradványok, szinkrotron-sugárzás, Rák köd
Ha bármilyen probléma felmerül, lehetõség van konzultációra.
- szupernóvák, Ia-típus, II-es típus, extragalaktikus távolságmérés szupernóvákkal
- (extra)galaktikus rotáció, a rotációs görbe és a sûrûségeloszlás kapcsolata, sötét anyag
- sztellár-kinematikai vizsgálatok, sebesség-diszperzió és szupermasszív központi fekete lyukak
- Faber-Jackson reláció (elliptikus galaxisok és spirálgalaxisok belsõ tartományai), Tully-Fisher reláció (spirálgalaxisok)
- Hubble-törvény
- aktív galaxismagok (Seyfert 1, Seyfert 2), kvazárok, Lyman-alfa erdõ