Астрофізика

Астрофі́зика (від астро… і фізика) — розділ астрономії, який досліджує фізичні властивості та хімічний склад небесних об’єктів і міжзоряного середовища, а також процесів, що відбуваються в них.

Історична довідка

Як самостійна галузь науки астрофізика почала розвиватися з середини 19 ст. з відкриттям спектроскопії і застосуванням фотографії. На початку 20 ст. астрофізика поділилась на практичну та теоретичну. Практична астрофізика розробляє нові методи та напрями досліджень небесних тіл, ведення астрономічних спостережень. Одним із розділів практичної астрофізики є астрополяриметрія. Від початку космічної ери практична астрофізика поділилась на наземну та позаатмосферну. Апаратура, встановлена на супутниках, дає можливість реєструвати випромінювання небесних тіл далеко за межами атмосфери Землі. Теоретична астрофізика використовує результати досліджень та спостережень за небесними тілами для з’ясування фізичної природи небесних тіл через побудову моделей явищ та процесів, що відбуваються на їхніх поверхнях та в надрах, за допомогою комп’ютерного моделювання.

Характеристика

Об’єктами вивчення та досліджень астрофізики є: фізика Сонця, планет, комет, астероїдів та метеороїдів, галактик та галактичних структур, скупчень галактик, міжзоряного середовища і туманностей, зір і навколозоряних оболонок, корпускулярного та електромагнітного випромінювання, зоряних систем, розробка космогонічних моделей.

Основними напрямками теоретичних та експериментальних досліджень сучасної астрофізики є: елементарні частинки і поля, моделі будови Всесвіту, сценарії його виникнення та еволюції, походження хімічних елементів та їх поширення у Всесвіті, електро-, газо- і магнітогідродинаміка міжзоряного середовища, утворення та еволюція зір та галактик, моделі внутрішньої будови зір, вивчення процесів в атмосферах зір та в навколозоряних оболонках, аналіз газових та аерозольних складових атмосфер планет, комет та астероїдів, конструювання та виготовлення астрономічної апаратури, фізика змінних зір, динамічні процеси в системах подвійних та кратних зір, зоряних скупченнях та асоціаціях (кінематика та динаміка зоряних систем), взаємодія молекул міжзоряного середовища з корпускулярним та електромагнітним випромінюваннями, великомасштабна структура Метагалактики, процеси теплового та нетеплового радіовипромінювання, вивчення характеристик космічних променів, фізика планетарних туманностей, комет та метеороїдів, побудова теоретичних моделей фізичної природи темної енергії та темної матерії тощо.

До головних експериментальних методів астрофізики належать: спектральний аналіз, фотографія і фотометрія. Фотометричні та фотографічні дослідження виокремлюють іноді в астрофотографію та астрофотометрію. Серед методів астрофізики велике значення має астрометрія.

Різновиди

За діапазонами довжин хвиль (частот), у межах яких проводять спостереження, астрофізику поділяють на астрофізику нейтринну, гамма-астрофізику, рентгенівську, ультрафіолетову, оптичну, інфрачервону астрофізику, радіоастрофізику, астрофізику ядерну. Останнім часом, в зв’язку з детектуванням гравітаційних хвиль (2016), почали виділяти гравітаційну астрофізику.

Для потреб ї астрофізики нейтринно створено нейтринні обсерваторії, що дозволили прямими спостереженнями довести наявність термоядерних реакцій в центрі Сонця.

Ультрафіолетова, рентгенівська і гамма-астрофізика вивчають фізичні явища та процеси, які супроводжуються утворенням високоенергетичних частинок: динамічні процеси, що відбуваються в подвійних пульсарах, чорних дірах, магнетарах та інших релятивістських небесних тілах.

Оптична астрономія є найстарішою галуззю астрофізики, основними інструментами якої є телескопи з ПЗС-матрицями та спектрографи. Обмеження на спостереження в оптичному діапазоні накладає турбулентність земної атмосфери, що заважає спостереженнями на великих телескопах. Для усунення цього ефекту і отримання максимально чіткого зображення використовують різні методи, такі як адаптивна оптика, спекл-інтерферометрія, а також виведення телескопів в космічний простір.

Інфрачервона астрофізика вивчає випромінювання від небесних тіл на хвилях, що знаходяться в проміжку між радіодіапазоном і видимим світлом. Спостереження в цій області спектра проводять переважно на телескопах, подібних до звичайних оптичних телескопів. Об’єктами інфрачервоної астрофізики є холодні зорі, коричневі карлики, газові оболонки, планети, міжзоряний пил.

Радіоастрофізика небесних об’єктів вивчає випромінювання, які надходять від них в діапазоні довжин хвиль від 0.1 мм до 100 м. Радіохвилі випромінюються, наприклад, такими холодними об’єктами, як міжзоряний газ і пилові хмари. Об’єктами вивчення радіоастрофізики є також реліктове випромінювання, радіовипромінювання пульсарів, далеких радіогалактик і квазарів. Найчастіше спостереження проводяться з використанням радіоінтерферометрів.

Одним з найважливіших досягнень астрофізики є висновок про єдність речовини у Всесвіті: різноманітні небесні тіла складаються з таких елементів, які є на Землі.

Література

  1. Мартынов Д. Я. Курс общей астрофизики. Москва : Наука, 1988. 640 с.
  2. Астрономічний енциклопедичний словник / За заг. ред. І. А. Климишина, А. О. Корсунь. Львів : Львівський національний університет імені Івана Франка, 2003. С. 40–41; 316.
  3. Засов А. В., Постнов К. А. Общая астрофизика. Фрязино : ВЕК 2, 2006. 493 с.
  4. Leverington D. Encyclopedia of the History of Astronomy and Astrophysics. Cambridge : Cambridge University Press, 2013. 530 p.
  5. Biographical Encyclopedia of Astronomers / Ed. by Th. Hockey, V. Trimble, Th. Williams et al. New York : Springer, 2014. 2434 p.
  6. Pankaj J. An Introduction to Astronomy and Astrophysics. Boca Raton : CRC Press, 2015. 365 p.
  7. Lang K. A Brief History of Astronomy and Astrophysics. New Jersey : World Scientific, 2018. 340 p.
  8. Miles V. Cosmology: Astronomy and Astrophysics. New York : Syrawood Publishing House, 2019. 237 p.

Автор ВУЕ

О. Г. Шевчук


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Шевчук О. Г. Астрофізика // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Астрофізика (дата звернення: 24.09.2020).


Оприлюднено

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено:
18.09.2020

Покликання на статтю

Опитування читачів ВУЕОпитування читачів ВУЕ