astrofysikaaliset

Astrofysikaaliset käsitteet ja ilmiöt ovat astrofysiikan tutkimuksen kohteita. Astrofysiikka tutkii fysiikan perusilmiöitä ja prosesseja, jotka tapahtuvat tähtitieteen kohteissa ja kosmoksessa. Tällä alalla tarkastellaan muun muassa tähtien kehitystä, galaksien dynamiikkaa, eksoplaneettoja, mustia aukkoja sekä kosmisen rakenteen ja energian siirtymisen mekanismeja.

Tutkimusmenetelmät yhdistävät teoreettisen mallintamisen, laskennalliset simulaatiot ja havainnot eri sähkömagneettisen spektrin alueilla sekä ei-sähkömagneettisia havaintoja, kuten gravitaatioaaltoja ja neutrinoita. Työkaluihin kuuluvat sekä maanpäälliset että avaruudessa olevat teleskoopit ja instrumentit, jotka kattavat optisen, radio- ja röntgenilmaisun sekä gamma- ja infrapunasegmenttejä. Lisäksi hyödynnetään gravitaatioaaltohavaintoja sekä neutrinoita multimessenger-tutkimuksessa.

Astrofysikaaliset alat kattavat stellaarifysiikan, galaktisen ja extragalaktisen astrofysiikan, kosmologian, eksoplaneetatutkimuksen sekä astrochemistryn ja astropartikkelifysiikan. Tutkimus perustuu sekä fysiikan peruslaeihin, kuten suhteellisuusteoriaan ja kvanttifysiikkaan, että plasman ymmärrykseen sekä radiatiiviseen siirtymään. Käytetään myös numeerisia simulaatioita, kuten magnetohydrodynamiikka (MHD) sekä N-body-simulointeja, ja radiatiivista transferia.

Historia ja merkitys. Astrofysiikka kehittyi muinaisista tähtitieteen havainnoista moderniksi kvantitatiiviseksi fysiikan alaksi. Sen tavoite on ymmärtää maailmankaikkeuden syntyä, kehitystä ja sen lakien mukaista toimintaa sekä selittää ilmiöitä kuten tähtien syntyä, supernovia, mustien aukkojen dynamiikkaa, galaksien muodostumista ja kosmisen taustasäteilyä.