ISTITUZIONI DI ASTROFISICA

FIS/05 - 6 CFU - 1° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

VALERIO PIRRONELLO
Email: pirronello@dmfci.unict.it
Edificio / Indirizzo: Osservatorio Astrofisico di Catania
Telefono: 095 7332235
Orario ricevimento: ll Prof. Pirronello riceve lunedì dalle 17.00 e il venerdì dalle 10.00 alle 11.00; si consiglia comunque di contattarlo in anticipo per verificare che impegni istituzionali o personali non lo costringano a spostare il ricevimento ad un giorno specifico


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)


Altro materiale didattico

Se necessario del materiale didattico verrà fornito direttamente agli studenti.



Programmazione del corso

 *ArgomentiRiferimenti testi
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) 
* Conoscenze minime irrinunciabili per il superamento dell'esame.

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.




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