Теоретична астрофізика 4 частина. Основні поняття астрофізики

Теоретична астрофізика. Мета теоретичної астрофізики – пояснення явищ, що вивчаються на основі загальних законів фізики. При цьому вона користується як методами, які вже розроблені в теоретичній фізиці, так і спеціальними методами, розробленими для вивчення явищ у небесних тілах і пов'язаними зі специфічними властивостями цих тіл. Оскільки вся інформація про астрофізичні процеси виходить на основі реєстрації випромінювання, що досягає нас, то перше завдання теоретичної астрофізики - пряме тлумачення результатів спостережень і складання на першому етапі зовнішньої картини процесу, що розгортається (наприклад, спостереження блиску і спектрів нових зірок вдалося витлумачити на основі уявлення про викид наруж шарів зірки в навколишній простір). Проте кінцева її мета – з'ясування механізму та причини явища (у наведеному прикладі – причини вибуху, що призводить до викидання оболонки). Основною відмінністю процесів, що вивчаються астрофізикою, у більшості випадків є істотна роль взаємодії речовини з випромінюванням. Тому теоретична астрофізика, поряд із вирішенням конкретних завдань, розробляє також загальні методи дослідження цієї взаємодії. У той час, як теоретична фізика цікавиться елементарними процесами цього типу, астрофізика вивчає результати багаторазової та складної взаємодії у великих системах; так, теорія перенесення випромінювання в матеріальному середовищі, яка застосовується і в інших розділах фізики, досягла великої досконалості саме в астрофізиці. Успішний розвиток у працях радянського астронома В. В. Соболєва та ліній випромінювання. У такий спосіб стала можливою кількісна інтерпретація зоряних спектрів. Розроблено також загальні методи обчислення станів рівноваги зоряних мас. Великі роботи з змін рівноваги газових зірок виконані М. Шварцшильдом (США) та А. Г. Масевич (СРСР). Теорія вироджених змін, у якій враховується виродження електронного газу, розробили у 2-ї чверті 20 в. Е. Мілном (Великобританія) та С. Чандрасекаром (Індія). У разі надщільних змін (в яких вироджено вже баріонний газ) розрахунки слід вести на основі загальної теорії відносності. Ці питання так само, як і теоретичні дослідження, що стосуються процесу розширення Всесвіту в цілому, становлять нову галузь теоретичної астрофізики, що отримала назву релятивістської астрофізики.

При розгляді інтеграції фізики та астрономії деякі питання астрономії укладаються у структуру навчального предмета фізики («Відносність руху та вибір зручної системи відліку», «Закони небесної механіки», «Молекулярна фізика газових скупчень», «Спектральний аналіз», «Термоядерний синтез», « Оптичні прилади» тощо), що створює основу для інтеграції. Включення ж «космічної лабораторії» до традиційного фізичного матеріалу поглиблює пізнавальний, світоглядний потенціал курсу фізики, посилює його значення як фундаментальної науки про закономірності природи, а не лише як теоретичної основи техніки. Деякий принципово важливий матеріал («Астрономічні спостереження», «Будова планет, зірок, галактик, Всесвіту») може бути представлений лише як окремих блоків після вивчення фізичних теорій і законів, необхідні його розуміння. На думку більшості астрофізиків, ще далеко не вичерпана можливість пояснення всіх спостережуваних у галактиках та їх ядрах, у квазарах, нейтронних зірках та чорних дірах явищ на основі існуючих уявлень, не вдаючись до суттєво нових фізичних уявлень. Такої ж думки дотримується більшість провідних вчених про проблему «недостаючих мас» у скупченнях галактик. Зі сказаного випливає, що розгляд основних властивостей космічних об'єктів, не кажучи вже про опис властивостей «ближнього» космосу - Сонця та сонячної системи, може бути адекватно виконано на основі фундаментальних положень сучасної фізики.

модернізація освіти, що відбувається в даний час, спрямована на підвищення якості навчання фізиці. Одне з найважливіших напрямів у цій галузі - демонстрація універсальності фізичних законів та його справедливості всім явищ природи у Всесвіті - пов'язані з новим підходом до проблеми міжпредметних зв'язків. Особливе становище і роль тут приділяється вивченню питань астрофізики, що істотно розширюють і поглиблюють наші уявлення про будову та властивості навколишнього світу.

Значення астрономії школярі бачать у тому, "щоб вивчати світ поза нашої Землі, переміщатися на іншу планету, вивчати космічні об'єкти , розширювати свої знання про світ і його устрій, у розвитку культури та знань людства, зрозуміти хто ми і що ми таке, вивчати фізичні явища у космосі, передбачити наближення якогось тіла до Землі” тощо.

Слід зазначити, що тенденція включення питань астрофізики до навчальних посібників з фізики набула широкого і сталого поширення у системі навчання фізики США. При цьому відповідні питання та теми викладаються як у вигляді самостійних розділів, так і включаються як приклади при викладі традиційних питань фізики. Окремі питання астрофізики включаються і до вітчизняних навчальних посібників.

Багато вчителів використовують астрономічний матеріал на своїх уроках у розділах "Механіка", "Електромагнітне випромінювання", "Геометрична оптика", "Теплові явища", "Магнітне поле", "Атомна фізика", "Квантова фізика".

Не порушуючи баланс часу шкільного курсу фізики, треба внести доступний науковий матеріал з астрофізики, який має відповідати наступним принципам: важливість, науковість, доступність.

Питання фізики мегасвіту можна внести до наступних тем курсу фізики в середній та старшій школі:

Урок "Електромагнітні хвилі". Вивчаючи шкалу ел.маг хвиль обов'язково говоримо про видиме випромінювання, джерелами якого є сонце, зірки, рентгенівські хвилі – слухаємо повідомлення про відкриття та виявлення «чорних дірок», ультрафіолетові та інфрачервоні хвилі теж пов'язані із сонцем.

Урок «Реактивний рух» починаємо з біографії К.Е. Ціолковського – основна ідея про використання ракет для космічних польотів, ідея багатоступінчастих ракет висунута вченим на початку ХХ століття (завдання на рух космічних об'єктів). При вивченні руху тіл у гравітаційному полі записуємо першу та другу космічні швидкості та розглядаємо траєкторії руху тіл, перераховуючи планети сонячної системи, комети тощо. На особливу увагу заслуговують штучні супутники Землі за допомогою яких досліджують атмосферу, ведуть фотозйомку поверхні Землі, здійснюють радіозв'язок і, звичайно, міжнародна космічна станція.

В даний час космічні кораблі досліджують планети Сонячної системи, а міжпланетні станції дозволяють отримувати детальні фотографії з відносно близької відстані всіх планет та супутників.

Питання: з яких точок Землі вигідний запуск космічного корабля? З яких планет, супутників?

Тема уроку «Електричний струм у різних середовищах. Плазма.

Наша Земля оточена плазмою-іоносферою (50-60км), іонізація повітря через випромінювання Сонця. В околицях земної орбіти щільність сонячного вітру (іони та електрони) становить 10 частинок на 1 см.куб. Вони рухаються із швидкістю 450 км/с. На столах таблиці: «Зірки та його характеристики».

Запропонований матеріал з фізики мегасвіту актуалізує раніше вивчені закони, підводить до узагальнення вивченого і, в результаті, до усвідомлення природничо картини світу. Частина цього матеріалу вже використовується вчителями фізики під час уроків, але, на жаль, здебільшого безсистемно. В результаті втрачається цілісне уявлення про фізику мегамиру і взагалі про фізику. Наш світ, що розвивається, зазнає змін, і вони більш глобальні і значущі в космічних масштабах. У шкільному курсі мають своєчасно відображатись такі зміни. Ця умова сучасної освіти є однією з найважливіших мотивацій навчання. Учнів під час уроків необхідно знайомити про те, що відбувається у космосі , і навіть з перспективами у майбутнє, які позначаються сучасної наукою.

Отже, наука - живий, організм, що розвивається, а безперервне розширення просторових і тимчасових кордонів пізнаної частини Всесвіту дає людині впевненість у власній значущості, настільки необхідну сьогодні.

Друга половина XX століття з його видатними досягненнями у фізиці, астрономії, космонавтиці характеризується істотним приростом у цілісному уявленні природничо картини світу. Накопичення знань про Космос важливе для людства, оскільки існування земної цивілізації залежить від того, що є наш Всесвіт, як він розвивається.

У сучасних умовах зросла роль освіти в усвідомленні людиною, що вона є жителем планети Земля. У процесі навчання стає актуальним розвиток такого типу мислення учнів, що сприяє системному баченню сучасних проблем людства, зокрема й проблем космічного рівня.

Якість знань з фізики в учнів загальноосвітніх шкіл може бути підвищено в процесі засвоєння курсу фізики, що гармонійно включає питання астрофізики, що спираються на загальну методологію фізики, за рахунок світоглядного характеру цих питань, комплексного характеру вирішуваних ними проблем, за рахунок змісту в них великого потенціалу у розвиток мислення учнів.

Методологічну основу дослідження становлять:

Праці вчених-фізиків з світоглядних та методологічних аспектів досягнень фізичної науки (Л. Бройль, С.І. Вавілов, Р. Фейнман, А. Ейнштейн та ін);

Праці вчених - фізиків та астрофізиків (В. А. Амбарцумян, В. JI. Гінзбург, Д. Лейзер, І. Д. Новіков, І. Пригожин, С. Хокінг та ін); -досягнення та тенденції розвитку теорії та методики навчання фізики, методологічні основи шкільного курсу фізики (С. В. Бубликов, Г. А. Бордовський, А. С. Кондратьєв, В. В. Лаптєв, А. А. Самарський та ін.) ;

Методична система викладання астрономії (Б. А. Воронцов-Вельяминов, М. М. Дагаєв, Є. Ю. Діркова, А. В. Засов, В. В. Іванов, Є. П. Левітан, В. Г. Сурдін та ін. .);

Теорія модернізації вітчизняної освіти (JI. С. Виготський, JI. Я. Зоріна, В. В. Краєвський, 3. І. Калмикова, Максимова В.М., В. Т. Фоменко та ін.).

На підставі проведених теоретичних досліджень та результатів педагогічного експерименту на базі кафедри методики навчання фізики РДПУ ім. А. І. Герцена можна зробити такі висновки:

1. Підвищення якості фізичної шкільної освіти можливе завдяки включенню до курсу фізики середньої школи питань астрофізики, метою вивчення яких є демонстрація універсальності фізичних законів для всього матеріального світу від елементарних частинок до галактик та підвищення світоглядного аспекту фізики.

2. Дослідницький характер сучасної астрофізики потребує дослідницького підходу у її викладанні у межах концепції «освіта як навчальна модель науки».

3. Використання астрофізичного матеріалу у шкільному курсі фізики сприяє розвитку наукового стилю мислення та підвищенню рівня фізичного розуміння, формуванню методологічної та дослідницької культури учнів.

4. Викладання астрофізичних питань у курсі фізики має спиратися на загальну методологію фізики та надійні якісні методи, не порушуючи структури курсу фізики, наукового стилю викладу матеріалу.

5. При включенні астрофізичних питань доцільно використовувати два методичні підходи: 1) астрофізичний матеріал використовується як ілюстрація певної властивості речовини та дії законів фізики на рівні мегасвіту; 2) деякі астрофізичні питання можуть розглядатися як самостійні теми як продовження певних тем стандартного шкільного курсу фізики, тоді з'являється можливість створення на основі матеріалу, що вивчається, чіткої цілісної картини деякого кола явищ і вироблення правильних у науковому сенсі уявлень про будову і властивості Всесвіту.

6. Основними критеріями відбору астрофізичного матеріалу для шкільного курсу фізики є: можливість демонстрації універсального характеру фізичних законів, їх застосування для опису явищ космічного масштабу; висока наукова та пізнавальна цінність досліджуваного матеріалу як у плані засвоєння основних положень методології фізики, так і в плані практичної та світоглядної корисності сполучених знань; достовірність матеріалу; доступність матеріалу як у плані використання основних положень та уявлень фізики, так і в плані використовуваного математичного апарату; можливість створення на основі матеріалу, що вивчається, чіткої цілісної картини деякого певного кола явищ і, в результаті, формуванні фізичної картини Світу.

7. Навчання сучасної фізики за запропонованою методикою сприяє підвищенню якості знань з фізики завдяки формуванню цілісного системного мислення.

ВИСНОВОК

Включення питань астрофізики до курсу фізики середньої школи відповідає сучасному стану науки, яка перебуває у пошуках єдиної теорії будови Всесвіту. Таке включення орієнтує педагогів на аналізування та формування міжпредметних зв'язків, які забезпечують цілісність освітнього процесу.

Література:

1. А. С. Кондратьєв, М. А. Крупнова, І. Я. Ланіна. Сучасні проблеми реалізації міжпредметних зв'язків щодо фізики. //Сб. "Актуальні проблеми навчання фізики у школі та вузі". -СПб., 2003.

2. Є.П. Левітан, А.Ю. Румянці. Дидактика астрономії: від ХХ до ХХІ століття. //Земля та Всесвіт

2. Матарцева Є.А. Методична розробка інтегративного уроку фізики «Відносність механічного руху та спокою на прикладах астрономічних явищ» // Астрономія в освітній галузі «Природознавство». - СПб.: Вид-во ГУПМ, 2000. С.21-28.

4. Матарцева Є.А. Про інтеграцію фізики та астрономії. //Фізика у шкільництві та вузі: Збірник наукових статей,- СПб.: Изд-во РГПУ ім. А. І. Герцена, 2001. С.92-94.

6. Матарцева Є.А. Світоглядна функція астрономії в інтегрованому курсі фізики та астрономії. //Сучасна астрономія та методика її викладання: Матеріали III Всеросійської науково-практичної конференції. - СПб: Вид-во РДПУ ім. А. І. Герцена, 2002. С. 159, 160.

Була предметом дуже абстрактних умоглядних міркувань. Що насправді відбувається на них, чому і як вони світять - такі питання не можна було навіть ставити. Становище чудово характеризувалося відомим висловом древнього філософа: «Якщо хочеш займатися астрономією, не питай, що таке зірки!» Становище почало змінюватися в 30-х роках. ХІХ ст., коли було визначено перші відстані до зірок.

Радіотелескоп легко об'єднати в мережу. Це можуть бути телескопи, розташовані в різних частинах Землі або в безпосередній близькості. Спільна їхня робота дозволяє отримати інтерферометри з базою в кілька тисяч (!) кілометрів або еквівалент дзеркала діаметром у багато сотень метрів. За допомогою таких телескопів можна отримати дозвіл, порівнянний з тим, який дають оптичні телескопи, або навіть краще.

З початком космічної ери (1957 р.) почалися дослідження в раніше недоступних діапазонах випромінювання: інфрачервоному, ультрафіолетовому, рентгенівському. Особливого значення має єдиний поки що космічний телескоп Хаббла. З введенням в дію 10-метрових телескопів астрономи отримали оптичний дозвіл, порівнянний з роздільною здатністю космічного телескопа, але, як і раніше, лише космічному телескопу доступні ультрафіолетовий та інфрачервоний діапазони.

) хімічного складу Сонця, планет, комет або зірок і туманностей. Головні експериментальні методи астрофізики: спектральний аналіз, фотографія і фотометрія разом із звичайними астрономічними спостереженнями. Спектроскопічний аналіз становить область, яку прийнято називати астрохімією або хімією небесних тіл, так як головні вказівки, що даються спектроскопом, стосуються хімічного складу астрономічних об'єктів, що вивчаються. Фотометричні та фотографічні дослідження виділяються іноді в особливі області астрофотографії та астрофотометрії. Астрофізику не слід плутати з фізичною астрономією, яким ім'ям прийнято позначати теорію руху небесних тіл, тобто те, що також зветься небесної механіки. До Астрофізики відносять також дослідження будови поверхні небесних тіл, Сонця та планет, наскільки це можливо з телескопічних спостережень над цими тілами. Як приклад можна навести відкриття атмосфери Венери М. В. Ломоносовим у 1761 році. Сама назва астрофізики існує з 1865 року і запропонована Целльнером. Астрофізичні обсерваторії існують тільки в небагатьох країнах. З них особливо відомі під керівництвом Фогеля і Медонська під керівництвом Жансена. У Пулкові також влаштовано астрофізичне відділення, на чолі якого стоїть Гассельберг.

Енциклопедичний YouTube

• 1 / 5

  Астроспектроскопія - розділ астрофізики, який складається із застосування спектрального аналізу до вивчення небесних тіл.

  Перші дослідження спектра Сонця були зроблені одним із винахідників спектрального аналізу, Кірхгофом, в м. Результатом цих досліджень був малюнок сонячного спектру, з якого можна було визначити вже з великою точністю хімічний склад сонячної атмосфери. Раніше Кірхгофа висловлювалися тільки іноді окремі припущення про можливість аналізу сонячної атмосфери за допомогою спектроскопа і особливо існування на Сонці натрію внаслідок знайденої в спектрі його темної лінії D натрію. Такі припущення висловлювалися, напр., Фуко у Парижі, Стоксом у Кембриджі. Тим часом ще незадовго до цього Огюст-Конт висловив у своїй «Позитивній філософії» переконання в неможливості будь-коли дізнатися хімічний склад небесних тіл, хоча вже в м. Фраунгофер знав про існування темних ліній у спектрі Сонця та про існування характеристичних спектрів у деяких окремих зірок Сіріуса, Капели, Бетельгейзе, Проціона, Поллукса. Після перших досліджень Кірхгофа спектральним аналізом небесних тіл зайнялися з великою старанністю кілька астрофізиків, які невдовзі представили надзвичайно ґрунтовні дослідження спектрів Сонця та нерухомих зірок. Ангстром виготовив надзвичайно точний атлас сонячного спектру, Секкі здійснив огляд великої кількості зірок за допомогою спектроскопа і встановив чотири типи зоряних спектрів, Хаггінс розпочав низку досліджень над спектрами окремих яскравих зірок. Область застосування спектроскопу поступово розширювалася. Хаггінсу вдалося спостерігати спектр деяких туманностей і підтвердити вже незаперечним чином припущення про існування двох типів туманностей - зоряних, що складаються з куп зірок, які за достатньої оптичної сили інструменту можуть бути розкладені на зірки, і газоподібних, дійсних туманностей, щодо яких можна припускати, що вони знаходяться у фазі утворення окремих зірок шляхом поступового згущення їхньої речовини. З середини 60-х років XIX століття вивчення поверхні Сонця за допомогою спектроскопа під час затемнень і поза ними увійшло до складу безперервних спостережень, що проводяться нині у багатьох обсерваторіях. Хаггінс, Лок'єр в Англії, Жансен у Франції, Фогель у Німеччині, Такіні в Італії, Гассельберг в Росії та ін дали великі дослідження, що усвідомили будову верхніх шарів сонячної атмосфери (див. Сонце). У той же час з 1868 року на думку Хаггінса спектроскоп був застосований і до дослідження власних рухів зірок у напрямку променя зору за допомогою вимірювання переміщень ліній їх спектрів, які в даний час також проводяться систематично в Грінвічській обсерваторії. Принцип Доплера, що лежить в основі цих вимірювань, був уже кілька разів перевірений експериментально вимірюваннями переміщень сонячного спектру і послужив Лок'єру в його вимірюваннях до встановлення його гіпотези про складність хімічних елементів. Спектри комет, що падають зірок, метеоритів, досліджені різними астрономами, а останнім часом особливо Лок'єром, дали вже багато дуже важливих фактів до рук астроному, і значною мірою послужили з'ясування походження та розвитку зірок та сонячної системи. Тим не менш, час існування цієї галузі знання не дозволяє поки робити точні висновки про довгострокові еволюційні зміни хімічного складу матерії в масштабі галактики, оскільки фактори впливу (зміни поколінь зірок – вигоряння термоядерного палива) не описані кількісно.

  Спостережна астрофізика

  Основна частина даних в астрофізиці виходить за спостереженням об'єктів в електромагнітних променях. Досліджуються як прямі зображення, отримані на різних довжинах хвиль, так і електромагнітні спектри випромінювання, що приймається.

  • Радіоастрономія вивчає випромінювання в діапазоні довжин хвиль від 0.1 мм до 100 . Радіохвилі випускаються, наприклад: такими холодними об'єктами як міжзоряний газ і пилові хмари; Реліктовим випромінюванням, що є відлунням Великого Вибуху; Пульсарами, вперше виявленими в мікрохвильовому діапазоні; Далекими радіогалактиками та квазарами. Для спостережень у радіодіапазоні потрібні телескопи дуже великих розмірів. Найчастіше спостереження проводяться з використанням інтерферометрів та мереж РСДБ.
  • Інфрачервона астрономія вивчає випромінювання на хвилях, що знаходяться в проміжку між радіовипромінюванням і видимим світлом. Спостереження в цій галузі спектра зазвичай виробляються на телескопах, подібних до звичайних оптичних телескопів. Спостерігаються об'єкти зазвичай холодніше зірок : планети , міжзоряний пил .
  • Оптична астрономія є найстарішою областю астрофізики. На сьогоднішній день основними інструментами є телескопи з ПЗЗ-матрицями як приймачі зображення. Також часто проводяться спостереження з допомогою спектрографів . Обмеження на спостереження в оптичному діапазоні накладає тремтіння земної атмосфери, що заважає спостереженням на великих телескопах. Для усунення цього ефекту та отримання максимально чіткого зображення використовуються різні методи, такі як адаптивна оптика, спекл-інтерферометрія, а також виведення телескопів в

  http://mir-prekrasen.net/uploads/posts/2011-02/1297875549_1%28NASA-med%29.jpeg NGC 4414,типова спіральна галактика у сузір'ї Волосся Вероніки, приблизно 56 тис. світлових років у діаметрі, розташована приблизно 60 млн світлових років від Землі Астрофізика– розділ астрономії, що вивчає всю різноманітність фізичних явищ у Всесвіті. По об'єктах дослідження виділяють фізику Сонця, планет, міжзоряного середовища та туманностей, зірок, космологію. Вона почала свій розвиток з відкриття спектроскопії в 19 столітті, що дозволило астрономам аналізувати структуру зірок за випромінюваним ними світлом. Астрофізики розглядають Всесвіт як величезну лабораторію, в якій вони можуть вивчати матерію за різних температур, тиску та щільності, які недосяжні на Землі.
  Астрофізиказаймається експериментальним та теоретичним вивченням будови зірок та навколо зіркових оболонок, міжзоряного середовища, корпускулярного та електромагнітного (радіо-, теплового, оптичного, рентгенівського та гамма-) випромінювання планет, Сонця, зірок та галактик, руху зіркових систем, розробка космогонічних моделей.
  Астрофізика – розділ астрономії, що вивчає фізичний стан та хімічний склад небесних тіл та міжзоряного середовища, а також процесів, що відбуваються в них.
  Як самостійна галузь науки астрофізика почала розвиватися із середини 19 ст. у зв'язку з успіхами фізики, особливо з відкриттям спектрального аналізу та застосуванням фотографії. Поч. 20 століття розробка теоретичної фізики, зокрема теорії випромінювання та атомної фізики, а також швидке зростання техніки спостережень стали причиною інтенсивного розвитку астрофізики.
  Основні розділи астрофізики:фізика Сонця, фізика зоряних атмосфер, фізика газових туманностей, теорія внутрішньої будови зірок, фізика планет та ін. Практична А. розробляв методи досліджень небесних тіл. Теоретична А. використовує результати цих досліджень для з'ясування фіз. природи небесних тіл.
  Області досліджень:
  Теоретичні та експериментальні дослідження у таких напрямках:
  Серед методів астрофізики велике значення має астрофотометрія, завданням якої є вимірювання блиску небесних тіл за допомогою візуальних, фотографічних та фотоелектричних спостережень. Ще більшу роль в астрофізиці грає астроспектроскопія. Вивчення спектрів небесних тіл дозволяє судити про хімічний склад та фізичний стан речовини на цих тілах, визначати температуру зір, обчислювати швидкість наближення або видалення зірки, робити висновки про обертання зірок, про різні фізичні процеси, що відбуваються в атмосферах Сонця та зірок, у газових туманностях та у міжзоряному середовищі. У зв'язку із запуском у СРСР перших штучних супутників Землі та Сонця астрофізика отримала нові методи досліджень. Апаратура, встановлена ​​на супутниках, дозволяє реєструвати випромінювання небесних тіл далеко поза атмосфери Землі.
  Одним із найважливіших досягнень астрофізики є висновок про єдність речовини у Всесвіті. Хімічний склад різних небесних тіл дуже схожий; їхня речовина складається з тих же елементів, які ми знаходимо в тілах земної природи. Відкритий 1868 р. на Сонці газ гелій був знайдений 1895 р. і на Землі. Довгий час вчені вважали, що до складу газових туманностей йде газ небуло – джерело кількох спектральних ліній, які не спостерігаються у земних умовах. Але 1927 р. було доведено, що ці, т.зв. Небулярні лінії виникають завдяки особливому світінню добре відомих на Землі хімічних елементів – кисню, азоту та ін. У спектрі сонячної корони спостерігаються яскраві корональні лінії, які дуже довго не вдавалося ототожнити з лініями відомих хімічних елементів. Як виявилося, вони належать не гіпотетичному газу «Коронія», а залізу, нікелю та кальцію у високих стадіях іонізації.
  Астрофізика виявила велику різноманітність у зоряному світі. Зірки відрізняються температурами, світимістю (тобто потужностями випромінювання), розмірами та іншими характеристиками. Класифікація зору грунтується на порівняльному вивченні їх спектрів (див. Спектральні класи зірок). Між спектрами зірок та його світимостями встановлено певний зв'язок, виражається діаграмою спектр – світність. Більшість зору розміщується майже по діагоналі діаграми, утворюючи так звану головну послідовність (до неї належить і Сонце). Багато хто зір не вкладається в головну послідовність і утворює особливі класи. Такі, наприклад, класи щодо холодних зірок, класи гігантів та надгігантів тощо. Дуже цікавим є клас білих карликів – гарячих зірок порівняно невеликих розмірів із дуже великою щільністю (до 10 5 – 10 6 г/см 3 ). Спостерігається багато подвійних зірок, кратних зірок, і навіть змінних зірок різних типів. Особливо цікавими є нові зірки, які раптово спалахують, посилюючи своє випромінювання в десятки тисяч разів. Астрофізика досягла великих успіхів у вивченні зіркових атмосфер, зокрема атмосфери Сонця. У нижній частині сонячної атмосфери – фотосфері виникає випромінювання із безперервним спектром. У розташованому над нею перетворюючому шарі відбуваються складні процеси, під впливом яких у спектрі Сонця виникають темні лінії поглинання – фраунгоферові лінії. Ще вище є хромосфера. Зовнішня частина сонячної атмосфери – сонячна корона – дуже широким утворенням, під час повних сонячних затемнень спостерігається у вигляді сріблястого сяйва. Різні властивості сонячної корони, які тривалий час здавалися загадковими, пояснюються її високою кінетичною температурою, що сягає мільйонів градусів. Процеси в атмосфері Сонця дуже впливають геофізичні явища.
  Внутрішню будову Сонця та зір можна обчислити теоретично, на підставі законів механіки та фізики. Розрахунки показують, що температура, щільність та тиск зоряної речовини з наближенням до центру зірки зростають. Джерелом енергії більшості зірок головної послідовності є, очевидно, термоядерні реакції, які супроводжуються перетворенням водню на гелій.
  Великий інтерес становлять нестаціонарні зірки, у яких відносно швидко відбуваються зміни фізичних властивостей. Вивчення цих зірок є основою вирішення проблеми зіркової еволюції. Значно розвинулася фізика газових туманностей, особливо планетарних. їхнє свічення викликається флуоресценцією під впливом випромінювання гарячих зірок.
  Важливих результатів досягла астрофізика у вивченні планет. Зокрема дослідження поверхні Марса дозволило наблизитися до вирішення питання про життя на цій планеті. Астрофізика успішно вивчає фізичні особливості комет. Дослідження метеорів становить як астрофізичний, а й геофізичний інтерес, оскільки пов'язані з проблемою верхніх верств атмосфери.
  У розвиток астрофізики великий внесок зробили радянські вчені. Імена Ф. А. Бредіхіна, А. А. Білопільський, Г. А. Тихова, В. Г. Фесенкова, С. В. Орлова та багатьох інших пов'язані з розробкою основних розділів астрофізики. Академік В. А. Амбарцумян та його учні виконали фундаментальні дослідження у вивченні газових туманностей та зоряних атмосфер, з теорії розсіювання світла, фізики нестаціонарних зірок та в інших галузях астрофізики. Великих успіхів досягнуто у вивченні процесів на Сонці (Е. Р. Мустела, А. Б. Північний, В. А. Крат, І. С. Шкловський та ін.), у вивченні планет (Г. А. Тихов, М.П. .Барабашов та інші), міжпланетного середовища (В. Г. Фесенков та ін).
  Провідними науково-дослідними установами СРСР у галузі астрофізики були Кримська астрофізична обсерваторія АН СРСР та Головна (Пулківська) астрономічна обсерваторія АН СРСР, Астрономічний інститут ім. Штернберга МДУ, великі республіканські обсерваторії: Абастуманська (Грузія), Бюраканська (Вірменія), Головна астрономічна обсерваторія АН УРСР та ін., а також астрономічні обсерваторії Ленінградського, Київського, Казанського, Харківського та Одеського університетів.

  За старих часів багато народів вважали, що небо – це тисячооке всевидюче божество. Стародавні греки називали це божество Аргусом чи Паноптесом. Зірки, таким чином, сміливо дивилися в очі богам і навіть, вважалося, могли розглянути в цих очах долі людей, правителів та країн. Тому в давнину зоречети були в пошані. Втім, окрім передбачень долі, робота древніх спостерігачів небес приносила і безсумнівні земні результати. Завдяки цим спостереженням люди навчилися обчислювати час і орієнтуватися на земній поверхні та на гладі вод.

  І в Середні віки, і в епоху Відродження астрономи були присутні при дворах будь-яких володарів Заходу та Сходу. Головним завданням їх було складання астрологічних прогнозів. У вільний від основних обов'язків час вони могли дивитися на зірки, скільки душа забажає. Данець Тихо Браге (1546 – ​​1601)для цього навіть збудував спеціальну обсерваторію на острові неподалік Копенгагена. Його астрономічні спостереження були настільки точні і численні, що стали основою для відкриття законів руху планет, які називаються законами Кеплера. До речі, Йоган Кеплер (1571 -1630)теж заробляв життя астрологією.

  І ось у безбожному 18 столітті астрономи дійшли до краю аморальності. Вони заявили, що небесні тіла зовсім не очі Бога, а суть фізичні тіла. Мертві камені (якщо йдеться про планети) або згустки вогню (якщо ми говоримо про зірок). Власне, цим відкриттям астрономи підписали смертний вирок своєму добробуту. Тому що одна справа – Божа воля, прочитана на небесах, і зовсім інша справа – якісь літаючі посеред холоду та темряви кам'яні уламки.

  З іншого боку, завдяки цьому відкриття виникла астрофізика. Астрофізика – це наука про будову та властивості небесних тіл. Вона вивчає хімічний склад планет, Сонця, інших зірок, комет та галактик. Астрофізика базується як на спостереженнях небесних тіл, а й з допомогою експериментальних методів вивчає фізичні властивості цих віддалених об'єктів. Експериментальними методами астрофізики є насамперед фотографія, фотометрія та спектральний аналіз. За останні п'ятдесят років астрофізичні прилади почали працювати не тільки на поверхні Землі, не лише в гірських обсерваторіях, а й на борту космічних кораблів. Вихід астрофізики в космос приніс нові відкриття та породив одну з найцікавіших галузей цієї науки, експериментальну астрономію. Доторкнутися до Місяця, просвердлити свердловину на Марсі – слово честі, це кайф!

  Астрофізика – один із предметів, що вивчаються на астрономічних факультетах університетів. Астрофізики – це ті, хто розвиває цю науку. Треба сказати, що ця професія – рідкісна. Адже не так багато астрофізиків потрібно людству. Набагато менше, ніж у Середньовіччі государям потрібно астрологів.

  Астрофізика, як і астрономія – романтична наука. Краса зоряного неба багатьох зачаровує змалку. Досі пам'ятаю, як захопило в мене десятилітнього дихання, коли я побачив Марс в об'єктиві телескопа. Адже стояв телескоп не десь на вершині Паміру, а лише на даху пересічного педагогічного інституту в районному центрі М.!

  Так ось, краса неба багатьох, що сяє зірками, не відпускає все життя. І ці бідолахи йдуть на астрономічні спеціальності в університетах, заздалегідь знаючи, що ні великих грошей, ні великої слави (яку теж можна конвертувати в гроші) із цією спеціальністю не заробиш. І жити, здобувши цю спеціальність, доведеться в якійсь дірці, та на горі. У Пулківській обсерваторії для всіх місця не вистачить, та й визначних відкриттів там уже не зробити. Небо засвічує сяючий мільйоном вогнів Санкт-Петербург.

  Робочий день астрофізика теж не цукор. Точніше, це робоча ніч. Такий собі нічний дозор. Астрофізик приходить в обсерваторію після заходу сонця, але ще при світлі, в сутінках. Поки ясно, швидко готується апаратура, розчехається телескоп. Спостереження починаються в темряві і закінчуються на світанку. Романтика, проте, хоч, звичайно, хочеться спати.

  Взимку ж, коли ночі довгі, робота триває більше, ніж передбачено кодексом законів про працю восьми годин. Тоді дуже тішить світанок і ліжко, що застудило за ніч.

  Одна ніч спостереження – це сотні фотографій, спектрограм, записів та графіків. Спостереження, зроблені протягом тижня, треба скрупульозно обробляти місяць. А результат – гірший, ніж у поета з вірша В. Маяковського: «У грам видобуток – на рік праці». Іноді (але не завжди) результатом є публікація, доповідь на конференції.

  Знову ж таки, кажучи словами В. Маяковського: «Якщо зірки запалюються, значить це комусь потрібно». Тепер астрофізику доводиться постійно пояснювати людям цю поетичну максиму. Так, минули благословенні часи Середньовіччя! Астрономія нині фінансується погано. Навіть у школах астрономію, предмет для юних розумів найцікавіший, теж не вивчає. Все впирається у те саме фінансування. Годинника на астрономію не вистачає!

  Великі відкриття? Вони трапляються. Але так само, як місць у Пулківській обсерваторії, на всіх астрофізиків їх не вистачає.

  Наприклад, 12 листопада 2014 року було здійснено першу в історії посадку космічного апарату на поверхню комети. Комета називалася кометою Чурюмова-Герасименка. Астрофізик Світлана Іванівна Герасименко, яка відкрила цю комету, згадує, що зроблено це відкриття завдяки бракованій фотопластинці у далекому вересні 1969 року. Але відкрита у той рік комета здобула всесвітню популярність лише завдяки тому, що до неї було запущено космічний робот.

  І ще раз до питання монетизації астрофізичних відкриттів. За відкриття нової комети аспірантка Герасименко здобула премію 30 рублів. Дрібниця а приємно. Знову ж таки, якщо вдуматися, яка користь народному господарству від якоїсь там небесної комети? Нуль цілих, шиш десятих. Тож ще багато заплатили!

  Ні, хлопці, не варто йти до астрофізики. Великих грошей серед зірок не знайти.

  Але все-таки чудово, коли в окулярі телескопа дивишся на спалах наднової зірки. Не в кіно її бачиш, а насправді. Так би мовити, в режимі он-лайн. І усвідомлюєш, який це страшний, всесмітний, був вибух, і як давно це було, мільйони років тому... І як далеко це було, якщо світло цього спалаху тільки зараз увійшло в твоє око, подолавши невимовну відстань. І що ніхто, крім тебе, зараз цього спалаху не бачить. Ось тут і уявляєш себе Деміургом, творцем Всесвіту. Тому що, здається, потихеньку починаєш здогадуватися, як цей Всесвіт влаштований і для чого побудований.

  І це дорогого варте.