Παρατηρησιακή αστροφυσική

Abstract

Το προτεινόμενο βιβλίο απευθύνεται σε φοιτητές Τμημάτων Φυσικής σε προχωρημένο προπτυχιακό επίπεδο ή σε εισαγωγικό μεταπτυχιακό. Δίνει ολοκληρωμένα τις φυσικές αρχές και περιγράφει τα όργανα που χρησιμοποιούνται στην αστροφυσική παρατήρηση. Στο πρώτο κεφάλαιο παρουσιάζονται συνοπτικά οι πηγές της αστρονομικής πληροφορίας και τα παρατηρήσιμα μεγέθη. Στη συνέχεια (κεφ. 2) περιγράφεται η επίδραση της γήινης ατμόσφαιρας στις παρατηρήσεις (απορρόφηση και διαταραχή) και οι τρόποι αντιμετώπισής τους. Στο τρίτο κεφάλαιο συζητείται διεξοδικά η επίδραση της μορφής του ανοίγματος (συλλέκτη της ακτινοβολίας) στην ποιότητα της παρατήρησης σημειακών και εκτεταμένων πηγών. Υιοθετείται η ανάλυση με βάση τους μετασχηματισμούς Fourier και συζητούνται τόσο απλά όσο και σύνθετα ανοίγματα. Στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα οπτικά τηλεσκόπια, τα τηλεσκόπια για το υπέρυθρο, το υπεριώδες και τις ακτίνες Χ, καθώς και τα ραδιοτηλεσκόπια. Στη συνέχεια (κεφ. 5) συζητούναι οι ανιχνευτές της ακτινοβολίας, ξεκινώντας από τι φυσικές αρχές της ανίχνευσης και προχωρώντας σε επί μέρους διατάξεις. Στο έκτο κεφάλαιο περιγράφονται οι μέθοδοι φασματοσκοπικής ανάλυσης της ακτινοβολίας και τα σχετικά όργανα (φασματογράφοι, φίλτρα κλπ). Στο έβδομο κεφάλαιο συζητείται η μέτρηση της πόλωσης της ακτινοβολίας, και στο τελευταίο κεφάλαιο η ανίχνευση σωματιδίων (νετρίνων, κοσμικών ακτίνων, σωματιδίων στο μεσοπλανητικό χώρο) και βαρυτικής ακτινοβολίας.<br/>Ως παράρτημα δίνονται στοιχεία αστρονομίας θέσης (συστήματα συντεταγμένων κλπ) και συζητούνται αστρονομικοί κατάλογοι και βάσεις δεδομένων. Στο δεύτερο παράρτημα δίνονται απαντήσεις σε επιλεγμένες ασκήσεις-ερωτήσεις και στο τρίτο παράρτημα πίνακες φυσικών και αστρονομικών σταθερών.

This textbook, at the advanced undergraduate/introductory graduate level, presents the physical principles and the instruments used in astrophysical observations. We start with the presentation of the sources of astrophysical information and the measurable quantities, and we proceed with the discussion of the influence of the terrestrial atmosphere (absorption and seeing) and their treatment. Next, we give an extended presentation of the aperture theory, independent of observing wavelength, and of the influence of the aperture on the quality of observation of point and extended sources. We adopt an approach based on Fourier transforms and discuss both single and composite apertures. Subsequently we discuss optical, infrared, ultraviolet, X-ray and radio telescopes. A discussion of detectors of radiation follows, starting with the physical principles of detection and proceeding to particular devices. Spectroscopy comes next, together with the associated instruments (spectrographs, filters etc), followed by a chapter on the measurement of polarization. We conclude with the measurement of particle radiation (cosmic rays, neutrinos, particles in the interplanetary space) and of the gravitational radiation. The book concludes with four appendices, an extending one discussing some aspects of positional Astronomy (coordinate systems, time, atmospheric refraction, aberration, precession and nutation and catalogs of astronomical objects). Answers to selected exercises, tables, bibliography and cite addresses are also given in appendices.