Астрофизика вузы. Профессия астрофизик. Нужна ли профессия астронома в России

Тема 1. Структура современной Вселенной

Единицы измерения в астрономии. Масштабы астрофизических объектов: звёзды, звёздные скопления, галактики и их скопления, обозримая Вселенная, воиды. Характеристики межзвёздной среды, структура Галактики.

Тема 2. Расширяющаяся Вселенная

Систематическое красное смещение галактик. Закон Хаббла. Космологический принцип. Ньютоновская модель расширяющейся Вселенной, критическая плотность. Уравнения Фридмана эволюции Вселенной. Основные космологические параметры. Стадии эволюции вещества (RD, MD, темная энергия).

Тема 3. Основы теории образования к/м структуры Вселенной.

Теория Джинса: основные уравнения, начальные условие, приближение, решение. Обобщение на случай расширяющейся Вселенной.

Тема 4. Классификация звезд..

Диаграмма Герцшпрунга-Рассела. Главная последовательность. Красные гиганты, сверхгиганты. Голубые гиганты. Массы, светимости, звездный ветер. Эволюционные треки.

Тема 5. Основы физики внутреннего строения звезд.

Приближенные уравнения равновесия звезды, основные свойства их решения. Энтальпия, теорема вириала для звезд. Более точные уравнения, учет переноса энергии. Характерные времена эволюции звёзд: динамическое, тепловое, ядерное.

Тема 6. Ядерные циклы, нейтринное излучение звезд..

Скорость реакций под барьером, фактор Гамова, S-фактор. Ядерные реакции звёзд главной последовательности: pp-цикл, CNO-цикл. Спектр солнечных нейтрино. Основные эксперименты по измерению потока солнечных нейтрино и их результаты (Хоумстейк, (Super-)Kamiokande, SAGE, Gallex, SNO, Borexino, …).

Тема 7. Релятивистские звезды

Уравнение состояние вырожденного электронного газа, нерелятивистский и релятивистский случаи. Предел Чандресекара для белых карликов. Нейтронизация вещества, нейтринное излучение, взрывы сверхновых, предел Оппенгеймера-Волкова.

Тема 8. Особенности эволюции двойных систем.

Точки Лагранжа. Полость Роша. Обмен вещества. Вспышки новых.

Тема 9. Аккреция.

Элементы теории аккреции вещества. Случаи сферически-симметричной (задача Бонди), цилиндрической, дисковой аккреции. Аккреция на нейтронные звезды (радиопульсар, пропеллер, аккретор и барстер, георотатор) и черные дыры (рентгеновское излучение).

Тема 10. Основные сведения о космических лучах (КЛ).

Основные понятия, интенсивность, состав, общая картина спектров (протонно-ядерная компонента, электроны, позитроны, гамма, антипротоны), «колено», «лодыжка». Классификация КЛ по происхождению (первичные и вторичные лучи, галактические и внегалактические, атмосферные и альбедо). Наблюдения КЛ.

Тема 11. Космическое гамма-излучение.

Основные эксперименты. Классификация по происхождению и типу источников: дискретное и рассеянное, распады π 0 «обратный Комптон», неразрешенные источники, изотропная компонента. Данные наблюдений. Зависимость интенсивности от плотности источников.

Тема 12. Космические заряженные частицы.

Основные источники (первичное ускорение). Распространение заряженных КЛ: диффузия в магн.полях, вторичное ускорение (механизмы Ферми), потери энергии (на фотонах среды, синхротрон, ионизацию), расчетные модели распространения в Галактике (leaky box, более точные уравнения переноса, программы расчета), Солнечные модуляции (модель силового поля, модель с учетом знака заряда). Данные о позитронах, антипротонах.

Тема 13. Космические лучи сверхвысоких энергий (КЛСВЭ)

Основные сведения, установки, данные, проблемы. Проблемы распространения для протонов (предел ГЗК), фотонов, электронов. Методы определение сорта первичной частицы по анализу ШАЛ, существующие результаты. Модели top-down, down-up и ограничения на них.

Астрофизик – это ученый, который занимается изучением строения различных небесных тел. Профессия астрофизика близка профессии астронома , она сочетает в себе приемы и методы физики и астрономии .

Работа астрофизика

Астрофизик изучает такие небесные тела, как Солнце, Луну , планеты Солнечной системы, звезды и кометы. Ученого интересует их строение, свойства, химический состав и физические процессы, протекающие в них. Также астрофизик занимается изучением Вселенной в целом, отдельных галактик и черных дыр. Космос таит в себе множество загадок, разгадыванием которых занимаются астрофизики.

Астрофизики в основном работают в обсерваториях , которые расположены в местах с наилучшим обзором звездного неба. Там они осуществляют наблюдения за небесными телами с помощью специальных сверхмощных телескопов. Причем наблюдения за различными космическими объектами требуют разной аппаратуры и должны проводиться в разное время суток.

По результатам наблюдений астрофизики проводят исследования и анализируют полученные данные. Исследовательские работы в основном проводятся в научно-исследовательских центрах и институтах. Проделанная работа позволяет астрофизикам выдвигать гипотезы и научные теории об организации космоса, а также пояснять различные космические феномены. В своей работе астрофизики активно используют современные компьютерные технологии.

Другой важнейшей задачей астрофизиков является участие в подготовке полетов в космос. Здесь их задачей является определение условий, в которых будет находиться космонавт в полете. Именно астрофизики должны предугадать местоположение и поведение различных небесных тел и космического мусора, которые могут в какой-то мере повлиять на космонавтов. Задача астрофизиков крайне ответственна и важна.

Астрофизик - обучение

Для того, чтобы стать астрофизиком, необходимо получить высшее техническое образование. Эта профессия предполагает большой стаж обучения - после бакалавриата необходимо закончить магистратуру или аспирантуру, а также можно еще дальше повышать ученую степень.Вузы готовят будущих астрофизиков на специальности "Астрономия" по следующим профилям:

• Астрофизика
• Астрометрия
• Галактическая астрономия
• Гравиметрия, геодезия и космическая навигация
• Небесная механика

Даже после получения ученой степени, астрофизику необходимо периодически посещать различные отечественные и международные семинары и конференции, чтобы обмениваться опытом с коллегами и узнавать о новых достижениях.

Карьера астрофизика

Астрофизика не стоит на месте и в ближайшем будущем в ней будет сделано немало открытий.Профессия астрофизика довольно редкая и узко специализированная. Она не является очень востребованной, однако, за астрофизикой во многом стоит будущее, поэтому в данной сфере очень нужны высококвалифицированные специалисты. Астрофизики в основном востребованы в организациях, которые занимаются научными исследованиями в данной сфере. Всемирно известными корпорациями являются Роскосмос или NASA. Также такие сотрудники нужны в обсерваториях и научно-исследовательских институтах. Чем выше уровень квалификации астрофизика, тем больше шансов он имеет построить блестящую карьеру.

Где учат на астрофизика

Стать астрофизиком можно, поступив на кафедру астрономии, которая находится на физическом факультете Харьковского национального университета им. В. Н. Каразина. В России образованием астрофизиков занимаются такие вузы, как Московский государственный Университет им. М. В. Ломоносова (физический факультет, кафедра звездной астрономии и астрофизики, а также кафедра экспериментальной астрономии), Московский физико-технический институт (факультет прикладной и общей физики, кафедра проблем астрофизики и физики, кафедра проблем термоядерной и теоретической астрофизики). Обучиться на астрофизика можно и в Санкт-Петербургском государственном университете (кафедра астрофизики).

Высшие учебные заведения обучающие на астрофизика в Санкт Петербурге.

Потенциальным учащимся на астрофизиков стоит знать что именно будут смотреть при поступлении и какие испытания ожидают абитуриентов в ВУЗах, смотрят результаты ЕГЭ по предметам - русский язык, физика, математика.

В Питере на данную специальность обучают только в:

Санкт Петербургском Государственном Университете - это одно из направлений астрономического факультета Университета. Число бюджетных мест на обучение - 20 мест, на платной основе - 1 место со стоимостью обучения - 205.000 руб.. Существуют платные 7-ми месячные подготовительные курсы по математике и рускому языку. Выпускники работают в институтах РАН, исследовательских центрах и обсерваториях.

В астро тусовке есть некое внутреннее разграничение. Не знаю, насколько оно распространяется за пределы этой тусовки.

Астрономы - это в основном непосредственно наблюдатели. Их готовят на специальных факультетах. По моим ощущениям, физику они знают плохо, зато обязаны хорошо знать звездную механику и какую-то с этим связанную математику. Они должны знать все детали наблюдений, калибровки приборов, i.e., спектрометров и телескопов и прочую неинтересную (для меня) информацию. В основном они наблюдают какие-то звезды, галактики, скопления, туманности; и на выход дают необработанную или очень слабо обработанную информацию, разбираться в которой уже будут астрофизики.

Среди астрономов есть и инструменталисты , которые разрабатывают, проектируют и сами строят всякие инструменты, типа спектрометров и телескопов, пишут софты и т.д. Этот бранч постепенно становится более специализированным, так как большие миллиардные эксперименты требуют всё-же профессиональных инженеров и программистов. Однако, в частности в области проектов сетей телескопов для нахождения экзопланет, до сих пор есть люди, которые сами буквально своими руками собирают проекты, хард, софт и что-то с этим делают.

Астрофизики бывают как наблюдателями, так и теоретиками.

В отличие от астрономов, астрофизики наблюдатели непосредственно сами наблюдения не делают, а работают уже с полученными данными: как-то их структурируют, обрабатывают и проверяют какие-то свои или не свои теории. Они стоят где-то на грани наблюдений и теории и, в принципе, должны неплохо разбираться и там и там.

Астрофизики теоретики (я интенсивно учусь и работаю, чтобы в будущем иметь право таковым называться), в зависимости от того над чем работают, в основном люди с физическим бэкграундом. По большей части это бэкграунд в физике плазмы или гравитации, реже в физике частиц. Последние в основном занимаются теорией космических лучей. Огромную часть времени теоретики кодят (особенно сейчас) или ждут результатов симуляций:) - это может занять от нескольких дней до недели, в зависимости от перегруженности очереди на суперкомпьютер. С наблюдениями теоретики имеют очень слабое соприкосновение, разве что для того чтобы проверить, проходит ли смоделированный график через точки, полученные наблюдениями.

В целом астрофизики как наблюдатели так и теоретики изучают конкретные объекты, типа галактик, активных ядер, нейтронных звезд и карликов, обычных звезд и т.д. Либо же пытаются описать какие-то определенные физические механизмы, например механизмы ускорения космических лучей или возникновения гамма-всплесков.

Космологи , напротив, мало интересуются конкретными объектами, а в основном их интересуют общие вещи, связанные с общей динамикой Вселенной, её расширением и возникновением (плюс развитием в ранних стадиях), темной энергией и темной материей.

Космологи наблюдатели занимаются примерно тем же, чем астрофизики наблюдатели, только в своём кругу интереса. В основном это обработка данных спектра космического микроволнового фона, линзирование галактик на темной материи, статистика по далёким галактикам, включая image recognition, который автоматизированно помогает обнаруживать эти самые галактики, и так далее.

Теоретики в космологии работают либо над чем-то похожим на астрофизиков, т.е. плазмой в ранних стадиях Вселенной, распространением, диффузией галактик и т.д. Т.е. в основном это тоже какое-нибудь моделирование (), например Millenium Simulation.

Либо, другая часть теоретиков занимается теорией поля, т.е. фактически это специалисты по физике частиц и КТП: это экзотические поля и симметрии, теория возникновения Вселенной (инфляция), теория темной материи и темной энергии и может еще какие-то штуки, которые я пропустил. В целом, это та малая часть астрофизики/космологии, которая не очень-то ей и является, но которую все (не учёные) почему-то знают больше всего.

Вот как-то так. Есть еще сейчас выделяющаяся, популярная сейчас область astroparticle physics , это в основном теория и наблюдения космических лучей, космических нейтрино (эксперимент IceCube), гамма высоких энергий (FERMI/LAT) и т.д. Фактически же, это что-то между астрофизикой и физикой частиц.

Стоит, конечно, отметить, что это разграничение очень смутное, есть много людей, которые работают как в одной, так и в другой группе: начинают карьеру как теоретики, а заканчивают, проектируя CCD для Sloan Digital Sky Survey. При этом, надо тоже понимать, что есть наблюдатели, которые теорию знают гораздо лучше многих теоретиков и наоборот. Поэтому к этому разграничению надо относится чисто символически.

Астрономия представляет собой область научных знаний о развитии и строении космических тел и Вселенной в целом. У многих складывается ошибочное мнение о деятельности астронома: люди считают, что он всего лишь наблюдает за звездным небом.

Но на практике оказывается, что большую часть времени астроном проводит за анализом и сопоставлением полученных данных на основе своего наблюдения. Расскажем, как можно стать астрономом.

Цена на сверхмощный телескоп, считывающий информацию с воздушного пространства, достаточно высока, и такое оборудование есть не во всех обсерваториях. Хотя ни один современный ученый не может обойтись без телескопа, следует иметь очень хорошие навыки работы на компьютере, поскольку организация большинства исследований компьютеризирована.

Как правило, астроном изучает звездное небо лишь несколько дней, на интерпретацию же полученных данных могут уйти месяцы и даже годы. Поэтому человек, желающий получить столь редкую и необычную профессию, должен обладать и такими личностными качествами, как:

• усидчивость;
• терпеливость;
• способность монотонно работать в течение длительного времени;
• нацеленность на долгосрочный результат;
• тяга к научным знаниям и желание постоянно совершенствоваться в области астрономии.

Куда пойти учиться?

Профессию астронома можно получить в технических вузах на механико-математическом или физическом факультете. Поскольку основными предметами для изучения являются математика и физика, то пройти обучение легче абитуриенту с аналитическим складом ума. Гуманитарию осваивать такую науку будет сложнее.

Студенту, желающему стать астрономом, стоит помнить, что на получении только высшего образования его обучение не заканчивается. Так, для дальнейшей работы по профессии необходимо закончить аспирантуру, защитить кандидатскую и в дальнейшем заниматься более глубокой научной работой.

Нужна ли профессия астронома в России?

Если технические ВУЗы нашей страны и готовят специалистов, обеспечивая достойную теоретическую и практическую подготовку, то работать по специальности с материальной точки зрения может быть невыгодно. Зарплата российских астрономов может в разы отличаться от зарплаты их зарубежных коллег.