ASTROFISICA

Il Corso si propone di fornire allo studente gli elementi di base e lo stato dell’arte di alcuni temi di Astrofisica. In particolare, il Corso si propone di fornire le seguenti conoscenze e competenze:

• conoscenza e capacità di comprensione: lo studente acquisirà la conoscenza dei sistemi di coordinate astronomiche, degli strumenti per l’osservazione astronomica, dei processi di formazione degli spettri stellari, della struttura interna delle stelle e delle varie fasi di evoluzione stellare, della struttura del Sole e delle galassie e, infine, delle teorie di formazione ed evoluzione dell’Universo. .
• capacità di applicare conoscenza e comprensione: lo studente sarà in grado di valutare e descrivere quantitativamente i fenomeni celesti e di interpretare le osservazioni da Terra e da satellite alla luce dei processi fisici studiati nei diversi ambienti astrofisici.
• autonomia di giudizio: lo studente svilupperà autonomia di giudizio e senso critico per la corretta interpretazione dei fenomeni astrofisici.
• abilità comunicative: lo studente acquisirà la capacità di descrivere con proprietà di linguaggio i fenomeni astrofisici, dalla scala del sistema solare alle scale cosmologiche.
• capacità di apprendimento:  lo studente acquisirà adeguati strumenti conoscitivi per l'aggiornamento continuo delle conoscenze e per accedere alla letteratura specializzata nel campo dell’Astrofisica.

Il metodo didattico utilizzato per lo svolgimento dell'insegnamento è basato su lezioni frontali.

Sono inoltre previste alcune esercitazioni pratiche finalizzate all'apprendimento di alcune tecniche utilizzate in astrofisica. Durante il Corso sono previste visite guidate a infrastrutture osservative dell'INAF - Osservatorio Astrofisico di Catania.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Conoscenze di:trigonometria sferica, ottica ed elettromagnetismo, termodinamica, onde elettromagnetiche, leggi di conservazione.

1 – Introduzione

Metodologia dell’investigazione in astrofisica – Scale di distanza e unità di misura – Strumenti per l’osservazione dei corpi celesti – Sistemi di coordinate astronomiche.

2 – Il sistema solare e i sistemi extra-solari

Pianeti, satelliti, corpi minori – Le leggi di Keplero – I pianeti extra-solari.

3 – Le stelle

Atmosfere stellari: Formazione delle righe spettrali – Equazioni di Boltzman e di Saha – Spettri stellari.

Parametri stellari: Magnitudine e luminosità – Classificazione spettrale delle stelle – Parametri fondamentali delle stelle – Il diagramma di Hertzprung-Russell.

Struttura interna: Le equazioni della struttura stellare – Relazione massa-luminosità – Processi di fusione nucleare – Meccanismi di trasporto dell’energia.

Evoluzione stellare: Il mezzo interstellare: struttura e composizione – Il criterio di Jeans per il collasso gravitazionale e la formazione stellare – Fase di sequenza principale - Evoluzione delle stelle post-sequenza principale – Stadi finali dell’evoluzione – Nebulose planetarie, novae e supernovae – Nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri.

4 – Il Sole: una stella tipica di sequenza principale

Caratteristiche fisiche – Struttura interna - Atmosfera solare: fotosfera, cromosfera, corona – Campi magnetici e meccanismo dinamo – Attività solare: macchie, facole, protuberanze, brillamenti, coronal mass ejection – Vento solare.

5 – La nostra Galassia

Morfologia, dinamica e caratteristiche fisiche della Galassia – Ammassi globulari e ammassi aperti – Popolazioni stellari.

6 – Le galassie

Classificazione morfologica delle galassie – Caratteristiche fisiche e processi di formazione delle galassie – Ammassi e superammassi.

7 – Cosmologia

Basi osservative della cosmologia: la legge di Hubble e l’espansione dell’universo - il fondo cosmico di microonde – Materia e energia oscure.