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 che avvengono nel Sole, 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 delle interazioni plasmi - campi magnetici.

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 astrofisici e della Fisica Solare, che in campi scientificamente vicini.

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

La frequenza è di norma obbligatoria.

Se concordato con gli studenti e/o in presenza di studenti stranieri, frequentanti nell’ambito di accordi Erasmus o di accordi quadro internazionali, il corso sarà tenuto in lingua inglese.

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

Testi consigliati:

H. M. Antia, A. Bhatnagar, P Ulmschneider : Lectures on Solar 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. Landi Degl'Innocenti : Fisica Solare, Springer Verlag, 2008
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

La verifica dell’apprendimento è affidata ad un esame finale orale. Attraverso domande relative a punti qualificanti delle varie parti del programma si tende ad accertare il livello di conoscenza complessiva acquisita dal candidato, la sua capacità di affrontare criticamente gli argomenti studiati e di mettere in correlazione le varie parti del programma.

Criteri per l’attribuzione del voto finale:

Alla formulazione del voto finale concorreranno in egual misura la padronanza mostrata nelle argomentazioni qualitative e quantitative, la visione critica degli argomenti affrontati durante il corso e la capacità di mettere in correlazione le varie parti del programma.

• Struttura interna del Sole
• Eliosismologia come mezzo diagnostico dell'interno solare
• Modello Solare Standard
• Strumenti per l'osservazione solare
• Fenomeni di attività solare e ciclo undecennale
• Caratteristiche fisiche e morfologiche delle macchie solari
• Caratteristiche fisiche e morfologiche dei flare
• Fenomeni esplosivi sul Sole e Space Weather