FISICA SOLARE

Il corso si propone di fornire allo studente gli elementi di base e lo stato dell’arte delle conoscenze della Fisica Solare: conoscenza delle metodologie di indagine utilizzate per lo studio dell’interno del Sole e della sua atmosfera; conoscenza dei meccanismi di interazione fra il plasma e i campi magnetici localizzati; applicazione del concetto di riconnessione magnetica allo studio dei fenomeni transienti che si verificano nell’atmosfera solare; conoscenza dei meccanismi di interazione fra plasmi magnetizzati e magnetosfera terrestre nell’ambito dello Space Weather.

Conoscenza e capacità di comprensione (knowledge and understanding).

Comprensione critica dei principali fenomeni che si verificano nel Sole. Comprensione dei metodi di indagine dei meccanismi fisici fondamentali che avvengono nel plasma solare in presenza di campi magnetici.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione (applying knowledge and understanding)

Capacità di identificare gli elementi essenziali dei fenomeni MHD, in termini di ordine di grandezza e di livello di approssimazione necessario, ed essere in grado di effettuare le approssimazioni richieste. Capacità di utilizzare lo strumento della analogia per applicare soluzioni conosciute nell’ambito dell’interazione plasmi – campi magnetici a nuovi problemi (problem solving) e in diversi contesti astrofisici.

Abilità comunicative (communication skills).

Competenze nella comunicazione nell’ambito della Fisica Solare e della fisica dei plasmi.

Capacità di apprendimento (learning skills).

Acquisizione di adeguati strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze e della capacità di accedere alla letteratura specializzata sia nel campo della fisica dei plasmi e della Fisica Solare che in campi scientificamente vicini.

Elettromagnetismo. Leggi di Maxwell. Forza di Lorentz. Fisica nucleare. Teoria della interazione fra materia e radiazione. Legge dell’induzione del campo magnetico. Congelamento magnetico. Riconnessione magnetica.

Interno del Sole: nucleo, zona radiativa, zona convettiva. Atmosfera solare : fotosfera, cromosfera, regione di transizione, corona. Rotazione differenziale. Strutture magnetiche presenti nell’atmosfera solare: regioni attive, macchie, facole, protuberanze, loop. Buchi coronali. Vento solare. Tecniche di osservazione dei diversi strati dell’atmosfera solare. Telescopi solari. Spettrografi. Filtri. Metodi di riduzione. Modello solare standard. Reazioni di fusione nucleare. Misura del flusso di neutrini solari. Eliosismologia. Oscillazioni come mezzo diagnostico della struttura e della dinamica interne del Sole. Emersione di flusso magnetico nell’atmosfera solare. Formazione delle regioni attive. Macchie solari: caratteristiche fisiche e morfologiche. Ciclo undecennale di attività solare. Cenni sul modello dinamo. Riscaldamento cromosferico-coronale. Flare: caratteristiche osservative. Coronal Mass Ejection. Space Weather

Risorse e testi: Le presentazioni (ppt o pdf) utilizzate durante le lezioni saranno distribuite agli studenti.

Testi consigliati:

H. M. Antia, A. Bhatnagar, P Ulmschneider : Lectures on Solar Physics, Lecture Notes in Physics, Springer Verlag, 2003
M. Aschwanden : Physics of the solar corona: an introduction, Springer, Praxis Pub. Ltd, 2004
R. J. Bray, L. E. Cram, C. J. Durrant, R. E. Loughhead : Plasma loops in the solar corona, Cambridge University Press, 1991
K. R. Lang : The Sun from Space, Springer, 2000
E. R. Priest : Solar magnetohydrodynamics, Reidel Publ. Co., Dordrecht, 1984
E. R. Priest : Solar system magnetic fields, Reidel Publ. Co., Dordrecht, 1985
E. Tandberg-Hanssen, A. G. Emslie : The physics of solar flares, Cambridge University Press, 1988