Il corso si propone di fornire una panoramica sufficientemente approfondita dei fenomeni che hanno luogo nel nostro Universo.
Particolare attenzione verrà dedicata alla descrizione dei meccanismi fisici che sono alla base di tali fenomeni.
A causa della intrinseca interdisciplinarietà dell'astrofisica, quando necessario si introdurranno, anticipandoli in maniera euristica, concetti che verranno affrontati compiutamente in altre materie successivamente.
Meccanica dei sistemi di punti materiali.
Termodinamica.
Elettromagnetismo
Di norma obbligatoria.
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.
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)
Se necessario del materiale didattico verrà fornito direttamente agli studenti.
* | Argomenti | Riferimenti 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) |
L'esame viene svolto in modalità orale.
Non previste
Non previste
Gli argomenti del corso sono tutti possibili oggetto di domanda.