CFU
6
Durata
14 Settimane
Semestre DD
Primo
1 - Introduzione, il ruolo della gravità, i canali osservativi, scale e quantità fondamentali; il canale elettromagnetico: trasparenza atmosferica, processi di emissione; sfericità dei pianeti ed altezza delle montagne.
2 - Teorema del viriale, derivazione; applicazioni: temperatura interna del Sole. Derivazione a fluido. Forma discreta, applicazione all'ammasso di Coma. Plasmi nelle stelle e negli ammassi di galassie; teorema del Viriale per i nuclei galattici attivi.
3 - Stelle, tempi caratteristici; generazione di energia termonucleare, curva dell'energia di legame; catena p-p, picco di Gamow; richiami sul corpo nero; diffusione Thomson, cammino libero medio; relazione L-M, classificazione spettrale, serie di Lyman e di Balmer, diagramma HR; luminosità di Eddington; ciclo CNO, cenni sull'evoluzione di sequenza e post-sequenza, popolazioni stellari.
4 - Stati finali. Gas di Fermi, pressione di degenerazione; Nane Bianche, relazione massa-raggio; nane brune; massa limite di Chandrasekhar; neutronizzazione, Stelle di Neutroni, massa limite di Oppenheimer-Volkoff; Pulsar; Buchi neri, raggio di Schwarzschild.
5 - Legge di Hubble, redshift; modello di Einstein-deSitter, modelli di Friedmann-Robertson-Walker; equazioni di Friedmann; metrica di Robertson-Walker; modello di concordanza, materia oscura, energia oscura; redshift cosmologico e teorema del redshift, distanza di luminosità, look-back time.
6 - Galassie; Via Lattea, galassie esterne; brillanza superficiale; rotazione differenziale, velocità radiali, curve di rotazione; Materia Oscura, WIMPs; galassie a disco, moto del gas, curve di rotazione, sequenza delle galassie a disco; galassie ellittiche, profili di brillanza superficiale, velocità stellari nelle galassie; relazione di Tully-Fisher; relazione di Faber-Jackson.
7 - Nuclei galattici attivi e quasar: luminosità, spettro, dimensioni; distribuzione spettrale di energia; righe di emissione; struttura; variabilità; sorgente di energia; limite di Eddington; buchi neri supermassicci, minima orbita stabile, redshift gravitazionale; disco di accrescimento, big blue bump; evidenze di buchi neri supermassicci; centro galattico; echo mapping, struttura della broad line region; evoluzione, funzione di luminosità; crescita dei buchi neri supermassicci.
Esercitazioni: spettro elettromagnetico, corpo nero; tempo di caduta libera, teorema del Viriale, fattore di forma, calcolo di masse; tempi di permanenza in sequenza principale, serie spettrali; redshift, legge di Hubble, flusso, luminosità, distanza di luminosità; raggio di Schwarzschild, luminosità di Eddington, righe di emissione, variabilità.
OBIETTIVI FORMATIVI:
Concetti di base sui canali osservativi nell’Universo e sulle sorgenti astrofisiche di radiazione elettromagnetica. Conoscenze elementari sul ruolo della forza gravitazionale nei principali sistemi di interesse astrofisico e cosmologico: stelle normali e collassate, buchi neri stellari e supermassivi, quasar e nuclei galattici attivi, espansione dell’Universo e Big Bang.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
- Conoscenze di base su stelle, galassie, nuclei galattici attivi, buchi neri, Universo
- Conoscenze elementari sul ruolo della gravità in tali sistemi
- Conoscenze elementari sulla propagazione di onde elettromagnetiche in un Universo in espansione.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
- Capacità di stimare le principali grandezze fisiche caratteristiche delle sorgenti, masse, dimensioni, distanze, luminosità, con l'uso delle appropriate relazioni fisiche.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
- Capacità di valutare la attendibilità di un risultato numerico per confronto con le proprità standard dei sistemi in esame.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
- Capacità di presentare ed organizzare l’esposizione di un argomento elementare di astrofisica.
- Conoscenza della lingua inglese tale da permettere la corretta comprensione di un testo scientifico di astrofisica.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
- Capacità di affrontare nuovi campi attraverso uno studio autonomo.