Hvězdné atmosféry

Sylabus

* Teorie stavby hvězdné atmosféry

Definice a vlastnosti intenzity, hustoty energie, toku. Maxwellovy rovnice, tenzor tlaku záření, koef. absorpce, rozptylu, emise; optická hloubka, střední volná dráha fotonu.

Rovnice přenosu záření: odvození, definice integrální exponenciály, momenty, difuzní přiblížení, hraniční podmínky, formální řešení, iterační řešení, Feautrierova metoda, metoda krátkých a dlouhých charakteristik, metoda nespojitých konečných prvků, metoda Monte Carlo. Rovnice přenosu záření v pohybujícím se prostředí - Lorentzova transformace, rovnice přenosu záření v soustavě spojené s pozorovatelem, s prostředím, Sobolevova aproximace.

Šedá atmosféra. Definice středního absorpčního koeficientu (Rosselandův, Planckův). Milneův vztah + Eddingtonovo přibližné řešení.

Vztah záření a atomů.

Einsteinovy koeficienty, odvození Planckova zákona, přiblížení pomocí klasického oscilátoru + účinné průřezy + síly oscilátoru - gf, aplikace na vodík, Gauntův faktor. Opacita. Záporný vodíkový iont. Rozptyl na elektronech, Rayleighův rozptyl. Boltzmannova rovnice, Sahova rovnice, stavová rovnice. LTE a diskuse rovnováhy vůbec (excitace a deexcitace), srážky, fotoprocesy, ionizace a rekombinace, statistická rovnováha.

Modely atmosfér.

Příčiny rozšíření čar, Dopplerovo + srážkové rozšíření, Voigtova funkce, Holzmarkova teorie. Aplikace na vodík, vodíku podobné ionty a hélium. Milne-Eddingtonův model, okrajové ztemnění, gravitační ztemnění.

* Fyzikální procesy u jednotlivých typů objektů

Fyzikální procesy v atmosférách hvězd: konvekce - konvektivní rovnováha, semi-convection, thermohaline convection; pulzace; segregace prvků - difuzní rovnice, gravitační difuze, zářivá difuze; hvězdný vítr - izotermický vítr, neizotermický vítr, koronální vítr (viz sluneční fyzika), vítr hnaný prachem, vítr hnaný čarami, vítr řízený Alfvénovými vlnami (viz sluneční fyzika).

Atmosféry planet a hnědých trpaslíků: terminologie astronomie vs. meteorologie, procesy v planetárních atmosférách, typy obřích planet, standardní model, numerické modely.

Atmosféry hvězd různých typů a vývojových stádií: hvězdy před hlavní posloupností, hvězdy hlavní posloupnosti, WR hvězdy, bílí trpaslíci, neutronové hvězdy, akreční disky, novy.

Anotace

Úvod do modelování hvězdných a planetárních atmosfér; rovnice přenosu záření a její numerická řešení; modely atmosfér, magnetohydrodynamická rovnováha, fyzikální procesy u různých typů hvězd, planet a akrečních disků, jejich popis a modelování. Přednáška se koná jednou za 2 roky.