ISTITUZIONI DI ASTROFISICA
Anno accademico 2015/2016 - 3° annoCrediti: 6
SSD: FIS/05 - ASTRONOMIA E ASTROFISICA
Organizzazione didattica: 150 ore d'impegno totale, 102 di studio individuale, 48 di lezione frontale
Semestre: 1°
Prerequisiti richiesti
Meccanica dei sistemi di punti materiali.
Termodinamica.
Elettromagnetismo
Frequenza lezioni
Di norma obbligatoria.
Contenuti del corso
1 – Introduzione
Metodologia dell’investigazione in astrofisica – Scale di distanza e unità di misura – Strumenti per l’osservazione – Sistemi di coordinate astronomiche.
2 – Le stelle
– Generalità
Grandezze fondamentali - Magnitudine e luminosità – Classificazione spettrale delle stelle – Il diagramma di Hertzprung-Russell.
– Atmosfere stellari
Trasporto della radiazione – Andamento della temperatura con la profondità – Formazione delle righe – Equazioni di Boltzmann e di Saha* – Coefficienti di Einstein – Meccanismi di allargamento delle righe – Analisi delle abbondanze.
– Struttura interna
Le equazioni della struttura stellare – Relazione massa-luminosità – Processi di Fusione nucleare – Meccanismi di trasporto dell’energia – Criterio di Schwarzschild per l’instaurarsi della convezione.
– Evoluzione stellare
Evoluzione delle stelle di pre- e post-sequenza principale – Stelle pulsanti – Nebulose planetarie, novae e supernovae – Gas degenere di Fermi* - Nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri.
3 – Il Sole: una stella tipica di sequenza principale
Atmosfera: fotosfera, cromosfera, corona – Zona di convezione – Rotazione differenziale – Campi magnetici – Teorema di Alfvèn* - Attività solare (macchie, facole, protuberanze, brillamenti) - Il problema dei neutrini solari.
4 – Il mezzo interstellare
Le nubi – Il gas – Le polveri – La chimica interstellare in fase gassosa e di superficie – Il Teorema del Viriale* - Il criterio di Jeans per il collasso gravitazionale e la formazione stellare.
5 – La nostra galassia
Morfologia, dinamica e caratteristiche fisiche della galassia – Gli ammassi globulari e gli ammassi aperti – Le popolazioni stellari – Il nucleo galattico – La materia oscura – I raggi cosmici.
6 – Le galassie
Classificazione morfologica di Hubble – Caratteristiche fisiche e processi di formazione delle galassie ellittiche e a disco – Gli ammassi e i superammassi di galassie – I Quasar e gli altri nuclei galattici attivi (AGN).
7 – Cosmologia
Evidenze osservative: la legge di Hubble dell’espansione dell’universo, il fondo cosmico di microonde – Principio cosmologico - Cosmologia newtoniana - L’equazione di Friedmann e quella del fluido cosmologico – Inflazione e fluttuazioni primordiali – Universo dominato dalla radiazione e dominato dalla materia – Modelli d’Universo - Materia oscura ed energia oscura – La costante cosmologica - Storia termica dell’Universo.
N.B.: Per gli argomenti asteriscati la deduzione quantitativa dei risultati puo’ essere omessa.
Testi di riferimento
H. Karttunen et al.: Fundamental Astronomy, 5th ed, Springer Verlag, Berlin (2007)
G.B. Rybicki & A.P. Lightman: Radiative processes in Astrophysics, Wiley-VCH, New York (2004)
Programmazione del corso
* | Argomenti | Riferimenti testi | |
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1 | * | Gli argomenti del corso, seppur affrontati in maniera più approfondita durante le lezioni, debbono essere conosciuti almeno al livello di approfondimento del Karttunen et al. | Karttunen et al.: Fundamental Astronomy, 5th ed, Springer Verlag, Berlin (2007) |
N.B. La conoscenza degli argomenti contrassegnati con l'asterisco è condizione necessaria ma non sufficiente per il superamento dell'esame. Rispondere in maniera sufficiente o anche più che sufficiente alle domande su tali argomenti non assicura, pertanto, il superamento dell'esame.
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
L'esame viene svolto in modalità orale.
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Gli argomenti del corso sono tutti possibili oggetto di domanda.