Corso di
Astrofisica
Prof.
Paolo de Bernardis
Laurea
Triennale in Fisica
6 CFU
1)
Stelle
Stelle. Fonte di energia delle stelle. Potenziale
nucleare. Reazioni di fusione nucleare. Picco di Gamow.
Metodo spettroscopico. Esempi di Spettri delle stelle.
Classificazione di Harward.
Righe stellari.
Popolazione dei livelli e sua dipendenza dalla
temperatura. Ionizzazione e sua dipendenza dalla
temperatura. Descrizione spettri in termini di
temperatura.
2) Mezzo
interstellare
Trattazione macroscopica interazione luce-materia.
Emissione, Assorbimento, Diffusione. Spessore ottico.
Equazione del trasporto radiativo. Radiazione termica.
Corpo nero. Atmosfera isoterma.
Atmosfera terresre, finestre millimetriche, misura CMB da
terra. Righe di assorbimento e di emissione. Coefficienti
di Einstein. Emissione termica e non termica. Scattering e
random-walk. Scattering e assorbimento. Diffusione dei
fotoni nel Sole. Interazione tra fotoni ed elettroni.
Regioni HII. Scattering Thomson e Compton. Last Scattering
Surface. Scattering Rayleigh. Colore del cielo.
Interazione tra fotoni e particelle solide. Polvere
Interstellare.
Profondita' righe assorbimento. Curva di crescita. Misure
di abbondanze. La curva di
estinzione interstellare. Estinzione. Qabs. Emissione da
polvere interstellare.
Temperatura dei grani. Teoria di Mie (cenni).
Polarizzazione polvere interstellare. Da flusso mm a massa
es. RCW38.
Radiazione non termica. Ciclotrone. Sincrotrone. Spettro.
Relazione con spettro
energie elettroni. Sincrotrone galattico. Polarizzazione e
polarimetri. Radiazione
di free-free. Gas interstellare. Idrogeno neutro
galattico.
3) La
Galassia e le galassie
Formazione di stelle. Massa di Jeans. Collasso della nube.
Frammentazione. Fine della frammentazione. Formazione di
una protostella.
Idrogeno molecolare. Riga a 21 cm e curve di rotazione
delle galassie.
Misure ottiche di curva di rotazione. Evidenza di materia
oscura nelle
galassie. Materia oscura negli ammassi di galassie. Massa
Viriale. Esempio
di Coma. Rapporto M/L. Altre evidenze di materia oscura
(deflessione luce,
gas intergalattico negli ammassi etc.). WIMPs.
Le galassie. Misure di distanze. Astrometria. Distanza di
luminosita'.
Diagramma HR assoluto. Distanza della LMC. Cefeidi.
Supernovae.
Pulsar. Galassie come candele standard - Tully Fisher.
Misure di
redshift. Legge di Hubble. Distribuzione 3-D delle
galassie.
Esempio legge di Hubble da misure di diametro angolare.
Interpretazione del redshift. Distribuzione 2D e 3D delle
galassie.
4)
Cosmologia
Isotropia ed omogeneita' dell' Universo a grandi scale.
Principio Copernicano. Isotropia, Omogeneita' e legge di
Hubble. Principio cosmologico. Espansione dell' universo e
densita'. Fattore di scala.
Equazione di Friedmann. Parametro di densita'. Curvatura.
Equazioni di Einstein.
Contributo delle diverse densita' di massa-energia all'
equazione di Friedmann:
materia non relativistica, radiazione, costante
cosmologica.
Parametro di decelerazione. Diagramma di Hubble. Distanza
di Luminosita'.
Evoluzione dell' universo omogeneo e isotropo. Fase di
radiazione. Fase di
materia. Fase di curvatura. Fase di vuoto. Evoluzione di
uno spettro di corpo
nero nell' espansione. Radiazione e materia relativistica.
Prove dell' origine
cosmologica del CMB. Le componenti dell' universo. Materia
nell' universo. Materia barionica. Materia oscura. Eta'
dell' universo. L' anisotropia del CMB.
Materiale di studio
Slides mostrate a lezione
Bradley W. Carroll, Dale A. Ostlie, An
introduction to modern astrophysics, Addison Wesley, 1996.
Codice Biblioteca: 523,03 Carr
James Rich, Fundamentals of Cosmology,
Springer, 2001
Codice Biblioteca: 523.1 Rich
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