Astrofizika-astronomiyaning osmon jismlari va ular sistemalarining fizik tabiatini, ularning kelib chiqishi va evolyutsiyasini o’rganadigan bo’limi.

Nomidan ko’rinib turibdiki, astrofizika-bu osmon jismlari fizikasi. Kosmik mohiyatan juda katta fizik «laboratoriya» bo’lib, unda yerdagi fizik laboratoriyalarda ko’pincha umuman amalga oshirib bo’lmaydigan va shuning uchun ham fanda juda katta qiziqish uyg’otadigan sharoitlar vujudga keladi. Tadqiqotlarning astrofizik metodlari ularni laboratoriya fizikasi metodlari laboratoriya fizikasi metodlaridan farq qiluvchi ikki muhim xususiyatga ega. Birinchidan, laboratoriyada fizik o’zi tajriba o’tkazadi, tekshirilayotgan jismlarni turli ta’sirlarga duchor qiladi. Astrofizikada faqat passiv kuzatishlar o’tkazish mumkin, chunki hozircha, masalan, yulduzlarda tajriba o’tkazishning iloji yo’q. Ikkinchidan, agar laboratoriyada temperaturani, zichlikni, jismlarning ximiyaviy tarkibi va hokazolarni bevosita o’lchash mumkin bo’lsa, astrofizikada esa uzoqdagi osmon jismlari to’g’risidagi deyarli barcha ma’lumotlarni ulardan keladigan elektromagnit to’lqinlarni-ko’rinadigan yorug’lik va ko’z bilan ko’rib bo’lmaydigan boshqa nurlarni analiz qilish yordamida olinadi.

Astrofizikaning asosini astrofizik kuzatishlar tashkil etadi. Bunda eng muhim metod spektral analizator, ya’ni yerga keladigan nurlarnishning energiya oqimini elektromagnit to’lqinlari uzunligiga bog’liq holda tekshirishdir. Elektromagnit to’lqinlar moddadagi sharoitlar haqida, ya’ni ularning qaerdan paydo bo’lishi, yoki qaerda yutilishi va tarqalishi haqida axborot beradi. Spektral analizning vazifasi-bu axborotni tushuntirib berishdir.

XIX asrning ikkinchi yarimida spektral analizning vujudga kelishi osmon jismlarining ximiyaviy tarkibi haqida darhol xulosa chiqarishga imkon beradi. Astrofizikaning bu eksperimental metodika yordamida erishgan birinchi ajoyib muvoffaqiyatlaridan biri, 1868 yilda quyoshning to’la tutilish vaqtida uning xromosferasi spektrini o’rganishda avval ma’lum bo’lmagan element-geliy ning kashf etilishi bo’ladi. Keyinchalik, eksperimetal va nazariy fizikaning rivojlanishi natijasida spektral analiz yordamida osmon jismlarining va yulduzlararo muhitning deyarli hamma fizik xarakteristikalarini aniqlash imkoni tug’ildi. Spektrlar gazning temperaturasini, zichligini, undagi turli ximyaviy elementlar atomlarning holatini, gazning harakat tezligini, magnit maydonlarning kuchlanganligini bilishga imkon beradi. Yulduzlarning spektrlariga qarab ulargacha bo’lgan masofani, ko’rish nurlariga qarab ularning harakat tezliklarini bilish, aylanishini o’lchash va boshqa ko’p narsalarni aniqlash mumkin.

Teleskoplarda qo’llaniladigan zamonaviy spektral asboblarda nurlanishning eng yangi fotoelektrik priyomniklaridan foydalaniladi (Fotoeffekt), ular fotoplastinka va inson ko’ziga qaraganda ancha aniq va sezgirdir.

Keyingi o’n yilliklarda texnika va eksperimental fizikaning tez rivojlanishi ko’z bilan ko’rib bo’lmaydigan elektromagnit to’lqinlarni o’rganish uchun mo’ljallangan astrofizik asboblarning yaratilishga sabab bo’ldi. Astrofizika «ko’pto’lqinli» bo’lib qoldi. Bu albatta, uning osmon jismlari haqida axborot olish imkoniyatlarini cheksiz kengaytirdi. XX asrning 30-yillaridayoq Galaktikamizning radionurlanishi kashf etilgan edi. Undan keyingi yillarda ulkan radioteleskoplar va ularning murakkab sistemalari qurildi. Radioteleskoplar yordamida, masalan, ko’rinadigan yorug’lik tarqatmaydigan sovuq yulduzlararo gaz kuzatiladi, yulduzlararo magnit maydonlardagi elektronlar harakati o’rganiladi. Radionurlanish yerga uzoq galaktikalardan keldi va ko’pincha o’sha joydagi kuchli portlash jarayonlari haqida ma’lumotlar beradi. Radioastronomiya-neytron yulduzlar-pulsarlarni o’rganishning asosiy usullaridan biri bo’lib qoldi. Radioto’lqinlar o’ta yangi yulduzlardagi portlashlarning qoldiqlari haqida va zich gaz bulutlaridagi juda ajoyib sharoitlar haqida ma’lumotlar beradi. Nihoyat, radioastronomiya Koinotning relikt nurlanishining, ya’ni butun Koinotni to’ldirib turgan va ZK atrofidagi temperaturaga ega bo’lgan kuchsiz elektromagnit nurlanishning kashf etilishiga imkon beradi. Bu nurlanish-15 mlrd. yil avval zich va issiq bo’lgan kengayotgan Koinotdagi moddaning o’tmishdagi holatidan qolgan, sovugan qoldig’i (relikt) dir (Kosmologiya, Materiya, Fazo).

Ko’rinuvchi yorug’likni yutuvchi chang bulutlaridan bemalol o’tib ketuvchi infraqizil nurlar yordamida astrofiziklar juda qizi- qarli narsalarni bilib oladilar (Infraqizil nurlanish) Masalan, infraqizil nurlarda Galaktikamiz yadrosidagi jarayonlar, shuningdek, zich gaz-chang komplekslarida vujudga kelgan «yosh» yulduzlar kuzatiladi.

Osmon jismlarida ko’pincha halokatli hodisalar bilan bog’liq bo’lgan tez energiya ajralishi jarayonlarini o’rganuvchi yuqori energiyalar astrofizikasi astronomiya uchun juda katta qiziqish uyg’otadi. Bu halokatli holatlarda yuzaga keladigan elektromagnit nurlanish yuqori chastotaga, unga mos qisqa to’lqin uzunligiga ega bo’lib, ko’rinmaydigan ultrabinafsha, rentgen va gamma-nurlariga taalluqli bo’ladi (Rentgen nurlari, Gamma-nurlanish). Nurlanishlarning bu turlarini yer atmoferasi yutadi. Shuning uchun kuzatuvchi astrofizikaning mazkur bo’limlari kosmik eraning boshlanishi bilangina, yer atmosferasidan tashqarida inson yashaydigan va avtomatik ilmiy stantsiyalar yaratilgandan keyingina rivojlandi.

Yuqori energiyalar astrofizikasi juda ko’p ajoyib kashfiyotlarga olib keldi. Rentgen teleskoplar yordamida galaktikalar to’plamida issiq gaz, qo’sh yulduzlar sistemasida neytron yulduzlarning impuls rentgen nurlanishi kashf etilgan edi. Nihoyat, qora kovakka tushishda uyurmali buruluvchi juda kuchli qizdirilgan zich gazning nurlanishi kashf etildi. Gamma-teleskoplar Galaktikamiz markazida elektronlar va pozitronlarning annigilyatsiya jarayonlarini-ularning to’qnashish oqibatda gamma-nurlanishga aylanishini aniqlashga imkon berdi.

Keyingi yillarda astrofizikaning yangi bo’limi-neytrino astronomiyasi rivojlana boshladi. Neytrino o’zining juda katta o’tuvchanlik qobiliyati tufayli nurlanishning shunday yagona turidirki, u yerga quyosh va yulduzlarning eng ichkarilaridan yetib kelishi va u yerda kechayotgan jarayonlar haqida ma’lumotlar olib kelishi mumkin. Quyosh neytrino oqimlari haqidagi dastlabki ma’lumotlaroq Quyoshdagi termoyadro sintez jarayonlari haqida juda qiziqarli gipotezlar qilishga imkon berdi; ularni kelgusi tajribalarda tekshirish kerak bo’ladi.

Hozir o’ta yangi yulduzlardan ularning gravitatsion kollaps paytida (ya’ni og’irlik kuchi ta’sirida qisishida) neytrino chaqnashlari izlanmoqda; gravitatsion kollaps natijasida juda katta miqdordagi energiya neytrino nurlanishi ko’rinishda chiqib ketishi kerak. Hisoblashlarning ko’rsatishcha bu neytrino chaqnashlari, hatto chaqnagan o’ta yangi yulduz juda katta masofalar tufayli optik jihatdan kuzatib bo’lmaydigan bo’lsa-da, yer osti laboratoriyalarida (masalan, sobiq SSSR FA Yadro tadqiqotlari institutining Baksanks neytrino observatoriyasi kabi) qayd qilinishi mumkin:

Kuzatuvchan astrofizika ma’lumotlari asosida, fizika qonunlariga suyangan holda, astronlar bevosita kuzatilmaydigan osmon jismlaridagi sharoitlar haqida xulosalar chiqaradilar. Masalan, ular yulduzlar va Quyosh sirtidagi sharoitlar haqidagi kuzatuv ma’lumotlaridan foydalanib, ularning ichki tuzilishini hisoblab chiqadilar. Nazariy astrofizika, shuningdek, Quyosh, yulduzlar va boshqa osmon jismlarining evolyutsiyasini tavsiflashga imkon beradi.

Yuqorida aytib o’tilganidek, astrofizik hodisalarni o’rganishda astronomlar ko’pincha yerdagi laboratoriyalarda umuman erishib bo’lmaydigan fizik sharoitlarga duch keladilar. Masalan, yulduzlararo gazning zichligi suv zichligidan milliard marta kichik, neytron yulduzlarning zichligi esa atom yadrolarining zichligi bilan bir xil; neytron yulduzlarning magnit maydon kuchlanganligidan ming milliard marta ortiq.

Bunday g’ayritabiiy sharoitlarda yangi, noma’lum jarayonlarning o’tishi, demak, yangi fizik qonuniyatlarning kashf etilishi ham ajablanarli emas. Astrofizikaning fizika uchun, atrof dunyoni o’rganuvchi butun fundamental fan uchun ahamiyati ana shundan iborat.