34.2
Для друзей!
Справка
Астрофизика - это наука на границе астрономии и физики, учение о вселенной, о строении, физических процессах и химических свойствах небесных объектов - звезд и галактик (планет, Солнца, комет, туманностей).
Космос - малоизученное пространство, которое заставляет задаваться многими вопросами. Например, астрофизики строят предположения, что происходит внутри черных дыр, пытаются понять, что такое темная материя и каковы свойства гравитации. Поиск ответов на эти вопросы заставляет ученых проводить разные исследования. Например, в скором времени астрофизики планируют отправить колонию на Марс, а на Луне - построить сверхмощный телескоп.
Астрофизика не стоит на месте и в ближайшем будущем в ней будет сделано немало открытий.
Описание деятельности
Астрофизик - редкая и узко специализированная профессия. Востребованность ее небольшая. Но в таких всемирно известных корпорациях как Роскосмос или NASAталантливые специалисты просто необходимы.
Практически все астрофизики имеют . Все они когда-то закончили , защитили диссертационные работы, имеют научные публикации и . Связано это с тем, что астрофизики требуются, в основном, в организациях, которые занимаются научными исследованиями. Это университеты и научные институты, обсерватории и упомянутые выше корпорации Роскосомос и NASA.
В обсерваториях работает основная часть астрофизиков. Это учреждение, где фиксируют движение небесных тел. Ее расположение не случайно - она строится на возвышенной местности и в точке с лучшим обзором звездного неба. Учитываются также климат и видимость атмосферы.
Обычно обсерватория принадлежит университету либо научному институту и может находиться от них достаточно далеко. Так, главный офис Роскосмоса находится в Москве, а его обсерватории в Байконуре (Казахстан), Кисловодске и на Камчатке.
Работа в обсерватории - это, в первую очередь, наблюдение за небесными телами. Однако от способа и цели наблюдения зависят рабочие условия астрофизика.
Наблюдение за близкими к Земле космическими телами .
Сюда относится наблюдение за планетами Солнечной системы, ее спутниками, ближайшими звездами, - за всем тем, что мы можем увидеть на небе невооруженным глазом. Поскольку эти объекты находятся достаточно близко к Земле, астрофизик использует телескоп с увеличивающими линзами - благодаря многократному увеличению он может рассмотреть, к примеру, кратеры Луны, ураганы на Юпитере или кольца Сатурна.
Главное условие для такой работы - ночное время суток, поэтому астрофизик работает ночью, по 8-14 часов в зависимости от времени года.
Наблюдение за космическими телами, расположенными далеко от Земли.
Видимые звезды и планеты - всего лишь малая доля того, что есть во Вселенной. Существует множество других небесных тел, которые находятся настолько далеко от нас, что свет от них просто не доходит до Земли. Там, где находятся эти объекты, мы едва ли что-то увидим, поэтому астрофизик ищет их только по невидимым радиоволнам.
Прибор, который фиксирует эти волны - радиотелескоп. С помощью такой аппаратуры астрофизик получают данные о скоплениях межзвездного газа, пылевых облаков, реликтовом излучении (это так называемые «остатки Большого Взрыва, с которого и началось образование нашей Вселенной). Радиотелескоп позволяет «заглянуть» намного дальше нашей галактики.
Местоположение (координаты) этих объектов он получает при помощи радиоинтерфермометра - это огромное сооружение, размером с саму обсерваторию. Внешне оно напоминает локатор.
Анализ полученных данных.
Наблюдения - лишь часть большой работы, которую проделывает астрофизик. Все полученные данные он записывает, затем исследует. Такая работа происходит уже в научно-исследовательском центре или институте по будням, с утра до вечера.
Все полученные выводы астрофизик описывает, приводит к ним аргументы. Затем закладывает их в основу научно-исследовательской работы.
Космические обсерватории
Астрофизик так же может вести наблюдение за небесными телами сидя в главном офисе исследовательского центра или компании. Для этого ему не нужно дожидаться захода солнца или ясной погоды - он получает данные прямиком из космоса на свой компьютер. Полученная информация сохраняется, и специалист может взглянуть на нее в любое время. Поэтому работает он как обычный офисный сотрудник - по будням, с утра до вечера.
Данные приходят от космической обсерватории - это самостоятельный аппарат, который снабжен сверхмощными телескопами и различными датчиками. Эти аппараты летают на орбите Земли и автоматически пересылают данные с датчиков и снимки на компьютер астрофизика. Всего их 9, и большая часть их принадлежит корпорации NASA.
Информация от космических обсерваторий приходит разная. Опытному астрофизику она может сообщить не только о местонахождении объекта, но и о том, что он из себя представляет. Например, переменное гамма-излучение характерно для недавно зародившейся звезды. Рентегеновские лучи могут указывать на черные дыры, ультрафиолетовые - на скопление межзвездного газа, а инфракрасные на водяные пары и химический состав небесного тела. Недавно астрофизики с помощью инфракрасных космических обсерваторий обнаружили органические вещества за 375 световых лет от Солнца. Это значит, что кроме Земли жизнь может существовать и в других уголках нашей Вселенной.
Космические полеты
Полет в космос - огромная работа разных специалистов. Астрофизики в этом процессе исполняют важную роль. Ранее полетами в космос занимались две корпорации: Роскосмос (Россия) и NASA(США). Однако последние 5 лет американцы не отправляли своих кораблей, поэтому готовят к полету наши отечественные астрофизики.
Задача специалистов - определить цель полета и условия, с которыми придется столкнуться космонавту. Этап работы астрофизиков - самый ответственный. Они информируют главных и о физических условиях в открытом космосе (а это температура -270°C, опасные дозы радиации, давление и прочие факторы). Сообщают о местоположении обломков космического мусора, который может травмировать космонавта, о влиянии других небесных тел и возможных трудностях и препятствиях. Космос малоизвестен и опасен, однако астрофизики знают о нем больше других.
Обмен опытом
Важная часть работы хорошего астрофизика - посещение различных конференций, международных совещаний, обсерваторий, в которых трудятся его зарубежные коллеги. Это не только хорошая возможность узнать лучше об опыте других астрофизиков, но и увидеть зарубежные страны и города.
Заработная плата
средняя по России: средняя по Москве: средняя по Санкт-Петербургу:
Трудовые обязанности
Цель работы специалиста - пополнение сведений о космосе.
Трудясь астрофизиком, можно выбрать одно из направлений: теоретик - работает с архивным материалом, изучая его и формулируя выводы; практик - сам добывает данные для дальнейшего их изучения; преподаватель - передает знания через лекции, доклады, уроки.
Астрофизики следят за небесными объектами, используя современное увеличительное оборудование; создают и поясняют теории об организации космоса; исследуют экспериментальный материал; выдвигают и испытывают гипотезы; пишут научные статьи; применяют компьютерное и математическое моделирование при пояснении космических событий и феноменов; участвуют в научных симпозиумах (совещание ученых из разных стран), конференциях.
Астрофизики изучают конкретные объекты, описывают определенные физические механизмы: ускорение космических лучей, взрывы на звездах, возникновение гамма-вспышек, сверхновых звезд и т.п.
В своей работе ученые используют специальные методы: спектральный анализ (определение химического состава и физических параметров), фотография, фотометрия (определение яркости), астрономические наблюдения.
Особенности карьерного роста
Если желаете добиться профессиональных успехов и роста, необходимо непрерывно обучаться, накапливать практические знания и умения, устанавливать важные контакты. Тогда появится возможность получить хорошую должность, участвовать в международных проектах.
Разные уровни высшего образования позволяют астрофизику претендовать на разные должности:
- (физика/астрономия) - работа
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.
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.
В нашей новой рубрике мы находим представителей необычных профессий и задаем им вопросы о жизни, работе и реальности. В первом выпуске говорит астрофизик (и не прикидывайтесь, что знаете, чем он занимается) Алекс Головин, четыре года назад уехавший в Германию созерцать ночное небо.
Часто спрашивают: кто такой астрофизик? Ответ — представитель очень редкой профессии. Астрофизики изучают физические свойства небесных объектов, таких как звёзды, галактики, и пытаются понять, как устроена вселенная, в которой мы живем. То есть это наука на стыке астрономии и физики.
Рабочий день астрофизика может выглядеть совершенно по-разному. Если надо проводить наблюдения, то это, скорее, рабочая ночь, а не день («Наша работа во тьме»). После заката, еще в сумерках, пока светло, он идет на телескоп и подготавливает аппаратуру, потом начинаются наблюдения. Домой наблюдатель уходит уже рано утром.
Самый уникальный момент — когда ты сидишь и видишь, как разгорается звезда, а потом плавно гаснет. То, что происходит прямо сейчас и то, на что никто, кроме тебя, сейчас не смотрит.
Я много занимаюсь наблюдениями за разными вспыхивающими звездами. В 2006-м в Крыму «поймал» редкую вспышку одной звезды, потом по этому объекту много публикаций вышло. И вот, когда ты сидишь и видишь на мониторе график тех наблюдений, которые получаешь прямо сейчас, видишь, как разгорается звезда, а потом плавно гаснет (вся вспышка длится порядка сорока минут) — вот это самый уникальный момент. То есть факт, что ты можешь видеть такой мощный далекий взрыв «в режиме он-лайн». То, что происходит прямо сейчас и то, на что никто, кроме тебя, сейчас не смотрит.
Летом это не так утомительно – ночи короткие. Зимой, в зависимости от географической широты, работаешь намного больше восьми часов, и очень радуешься рассвету. На этом романтика заканчивается и приходит время обработки наблюдений, анализа данных, собственно, исследовательской работы, а затем, если повезет, публикации результатов. Тогда это обычный рабочий день в институте с компьютером.
В детстве зачем-то хотел стать египтологом , но в Украине получить хорошее образование по этой специальности было невозможно. А о том, что можно бы уехать учиться в другую страну тогда не приходилось и мечтать. Если бы не занимался астрофизикой, то, уверен, что занимался бы какой-либо другой наукой. Мне многое интересно и любопытно.
Самое сложное в нашей профессии — объяснить людям, зачем это всё надо
Самое сложное в нашей профессии — объяснить людям, зачем это всё надо , чем мы занимаемся, зачем нужно это финансировать, зачем нужно популяризовать науку. Многим научным сотрудникам кажется, что популяризировать науку — трата времени, «если надо объяснять, то не надо объяснять». Мол, пусть этим занимаются другие. А на следующий день они же жалуются, что астрономия плохо финансируется (заметьте, финансируется из налогов как раз тех людей, которым не объясняют и не рассказывают, какие результаты получают/могут получить в этой области).
После присоединения Крыма к России была национализирована Крымская астрофизическая обсерватория (КрАО) — та, где находится 2.6-метровый телескоп Шайна (раньше это был крупнейший телескоп в Украине). Сюда ездили наблюдать астрономы со всех других украинских обсерваторий. Где они будут проводить наблюдения теперь — непонятно. В Украине сейчас нет телескопов, на которых можно проводить более-менее серьезные наблюдения. И вряд ли будут хорошо финансироваться поездки для наблюдений за рубеж.
С другой стороны, — очень мало журналистов, которые могут грамотно написать о новостях науки . А новостей столько, что об этом бы писать и писать. К сожалению, это проблема, на которую мало обращают внимание. Иногда “Помпиду с Помпадур” путают.
С поверхности Земли получить хорошие данные очень сложно — с таким успехом рыбки на дне океана могут пытаться разглядывать самолёты.
Сейчас вообще очень интересное время для науки. Например, резко увеличилось количество космических телескопов — т.е. тех, которые проводят наблюдения за пределами земной атмосферы. С поверхности Земли получить хорошие данные очень сложно — атмосфера поглощает большую часть излучения, движущиеся потоки воздуха искажают изображение. С таким успехом рыбки на дне океана могут пытаться разглядывать самолеты.
Я уверен, что в ближайшее время будет сделано много открытий и мы станем гораздо чаще удивляться, узнавая что-то новое.
