Astronomia2017-18

INTRODUZIONE

Introduzione a tecnologie utilizzate per osservazioni astronomiche da terra e dallo spazio alle diverse lunghezze d’onda

Introduzione a tecnologie utilizzate per osservazioni astronomiche da terra e dallo spazio alle diverse lunghezze d’onda

Corso di Astronomia2017-2018

Prof. Marco Bersanelli

Corso di Astronomia2017-2018

Prof. Marco Bersanelli

Approfondimento sia concettuale che sperimentale-osservativo Approfondimento sia concettuale che sperimentale-osservativo

Prevalentemente dedicato all’astronomia otticaCenni di astronomia in tutto lo spettro elettromagnetico Prevalentemente dedicato all’astronomia otticaCenni di astronomia in tutto lo spettro elettromagnetico

• Strumentazione per astrofisica• Astrofisica galattica• Astrofisica extragalattica e cosmologia• Sistema solare, astrobiologia

• Strumentazione per astrofisica• Astrofisica galattica• Astrofisica extragalattica e cosmologia• Sistema solare, astrobiologia

Contenuti:Contenuti:

Modulo 1 (6 CFU), 1° semestre

Modulo 2 (6 CFU), 2° semestre

• Fondamenti• Struttura stellare• Evoluzione stellare

• Fondamenti• Struttura stellare• Evoluzione stellare

� Esperienza osservativa al telescopio (in collaborazione con Osservatorio Astronomico di Brera/Merate, INAF)

� Esperienza osservativa al telescopio (in collaborazione con Osservatorio Astronomico di Brera/Merate, INAF)

Esercitazioni, parte del II modulo: Dr. Maurizio Tomasi– Approfondimenti e discussioni (preparazione agli esami orali)Esercitazioni, parte del II modulo: Dr. Maurizio Tomasi– Approfondimenti e discussioni (preparazione agli esami orali)

Evidenziare i problemi apertiEvidenziare i problemi aperti

Il corso di AstronomiaIl corso di Astronomia

Presentare un quadro il più possibile completo dell’Astronomia attuale

Presentare un quadro il più possibile completo dell’Astronomia attuale

Obiettivi:Obiettivi:

Corso-base dell’indirizzo in Astrofisica della Laurea Magistrale:� facilitare la comprensione degli altri corsi specialistici � sviluppare il “senso critico”

Corso-base dell’indirizzo in Astrofisica della Laurea Magistrale:� facilitare la comprensione degli altri corsi specialistici � sviluppare il “senso critico”

… e altri Corsi di Laurea (Scienze Naturali, Geologia, Biologia, Chimica, Ingegneria spaziale…)… e altri Corsi di Laurea (Scienze Naturali, Geologia, Biologia, Chimica, Ingegneria spaziale…)

Interessanti interconnessioni con altri indirizzi di fisica (nucleare, fisica della materia, particelle elementari, fisica applicata, …)Interessanti interconnessioni con altri indirizzi di fisica (nucleare, fisica della materia, particelle elementari, fisica applicata, …)

Ripresa e approfondimento di nozioni presentate nel Corso “Introduzione all'Astrofisica“…ma non indispensabile

Ripresa e approfondimento di nozioni presentate nel Corso “Introduzione all'Astrofisica“…ma non indispensabile

Requisiti:

Laurea Triennale in Fisica

Requisiti:

Laurea Triennale in Fisica

Allenamento a usare i concetti della fisica di base anche al di fuori del contesto in cui sono stati imparati

Allenamento a usare i concetti della fisica di base anche al di fuori del contesto in cui sono stati imparati

Esame:

Colloquio orale, a partire da un esempio o da un esercizioUn appello al mese Se richiesto, è possibile fare 2 esami separati per i 2 moduli

Esame:

Colloquio orale, a partire da un esempio o da un esercizioUn appello al mese Se richiesto, è possibile fare 2 esami separati per i 2 moduli

Enfasi sul “senso fisico”, non sul formalismoEnfasi sul “senso fisico”, non sul formalismo

Il corso di AstronomiaIl corso di Astronomia

Frequenza del corso caldamente consigliataFrequenza del corso caldamente consigliata

• Il Sole come stella tipicaStruttura fondamentale. Elementi di teoria del trasporto radiativo. Fotosfera, Cromosfera, Corona.Attività solare.

• Il Sole come stella tipicaStruttura fondamentale. Elementi di teoria del trasporto radiativo. Fotosfera, Cromosfera, Corona.Attività solare.

• Radiazione continua dalle stelleBrillanza. Spettro elettromagnetico. Legge di Planck. Indici di colore. Distanze e magnitudini assolute.

• Radiazione continua dalle stelleBrillanza. Spettro elettromagnetico. Legge di Planck. Indici di colore. Distanze e magnitudini assolute.

• Righe spettrali nelle stelleTipi spettrali. Formazione delle righe spettrali. Diagramma Hertzsprung-Russell.

• Righe spettrali nelle stelleTipi spettrali. Formazione delle righe spettrali. Diagramma Hertzsprung-Russell.

• Stelle binarie e masse stellariEffetto Doppler in orbite circolari. Orbite ellittiche.Masse e dimensioni stellari.

• Stelle binarie e masse stellariEffetto Doppler in orbite circolari. Orbite ellittiche.Masse e dimensioni stellari.

PARTE I – Proprietà fondamentali delle stellePARTE I – Proprietà fondamentali delle stelleModulo 1Modulo 1

PARTE II – Energia e struttura stellare PARTE II – Energia e struttura stellare

• Energia nelle stelleSorgenti dell’energia stellare. Astrofisica nucleare: formazione degli elementi. Catena protone-protone. Ciclo del Carbonio. Elementi pesanti.

• Energia nelle stelleSorgenti dell’energia stellare. Astrofisica nucleare: formazione degli elementi. Catena protone-protone. Ciclo del Carbonio. Elementi pesanti.

• Struttura stellare e modelliEquilibrio idrostatico. Equazioni dell’equilibrio stellare. Trasporto radiativo e convettivo di energia. Abbondanze cosmiche. Modelli stellari. Modello solare. Eliosismologia. Neutrini solari.

• Struttura stellare e modelliEquilibrio idrostatico. Equazioni dell’equilibrio stellare. Trasporto radiativo e convettivo di energia. Abbondanze cosmiche. Modelli stellari. Modello solare. Eliosismologia. Neutrini solari.

Modulo 1Modulo 1

• La fase finale delle stelle massicceSupernovae e resti di SNe. Stelle di neutroni. Pulsars. Raggio di Schwarzschild, buchi neri.

• La fase finale delle stelle massicceSupernovae e resti di SNe. Stelle di neutroni. Pulsars. Raggio di Schwarzschild, buchi neri.

• Evoluzione di binarie compatteSistemi compatti con una nana bianca. Sistemi compatti con stelle di neutroni, con un buco nero. Esempi di sistemi compatti.

• Evoluzione di binarie compatteSistemi compatti con una nana bianca. Sistemi compatti con stelle di neutroni, con un buco nero. Esempi di sistemi compatti.

PARTE III – Evoluzione stellare PARTE III – Evoluzione stellare

• Evoluzione di stelle di massa solareOltre la sequenza principale. Giganti. Variabili Cefeidi. Nebulose planetarie. Gas degenere. Nane bianche.

• Evoluzione di stelle di massa solareOltre la sequenza principale. Giganti. Variabili Cefeidi. Nebulose planetarie. Gas degenere. Nane bianche.

La scala delle distanze:Dalla parallasse trigonometrica alle SNe Ia

La scala delle distanze:Dalla parallasse trigonometrica alle SNe Ia

Modulo 1Modulo 1

• “Al di sopra del visibile”Osservazioni UV. Astronomia X. Astronomia Gamma. Telescopi spaziali alle alte energie.

• “Al di sopra del visibile”Osservazioni UV. Astronomia X. Astronomia Gamma. Telescopi spaziali alle alte energie.

PARTE IV – Telescopi e strumentazione astronomicaPARTE IV – Telescopi e strumentazione astronomica

• Telescopi otticiArea efficace, risoluzione angolare. Seeing. Telescopi rifrattori e riflettori. Spettroscopia. Osservatori terrestri. Hubble Space Telescope.

• Telescopi otticiArea efficace, risoluzione angolare. Seeing. Telescopi rifrattori e riflettori. Spettroscopia. Osservatori terrestri. Hubble Space Telescope.

• “Al di sotto del visibile”Astronomia IR e sub-mm. Osservazioni nelle microonde. Radioastronomia. Esperimenti e osservazioni da terra. Missioni spaziali.

• “Al di sotto del visibile”Astronomia IR e sub-mm. Osservazioni nelle microonde. Radioastronomia. Esperimenti e osservazioni da terra. Missioni spaziali.

Modulo 2Modulo 2

PARTE V – La Via LatteaPARTE V – La Via Lattea

• Il mezzo interstellareEstinzione interstellare. Polarizzazione. Diffusione e assorbimento. Polvere interstellare. Fisica dei grani. Gas interstellare. Molecole interstellari. Chimica del mezzo interstellare.

• Il mezzo interstellareEstinzione interstellare. Polarizzazione. Diffusione e assorbimento. Polvere interstellare. Fisica dei grani. Gas interstellare. Molecole interstellari. Chimica del mezzo interstellare.

• La nostra galassiaRotazione differenziale galattica. Distribuzione della massa. Curva di rotazione della Via Lattea. Distribuzione del gas galattico. Il centro galattico. Il buco nero supermassivo centrale.

• La nostra galassiaRotazione differenziale galattica. Distribuzione della massa. Curva di rotazione della Via Lattea. Distribuzione del gas galattico. Il centro galattico. Il buco nero supermassivo centrale.

• Ammassi stellariTipi di ammassi. Dinamica degli ammassi stellari. Diagramma HR per gli ammassi. Popolazioni stellari.

• Ammassi stellariTipi di ammassi. Dinamica degli ammassi stellari. Diagramma HR per gli ammassi. Popolazioni stellari.

Modulo 2Modulo 2

• Ammassi di galassie, struttura su larga scalaDistribuzione delle galassie. Dinamica degli ammassi. Legge di Hubble ed espansione dell’universo. Superammassi e vuoti. Sky Surveys.

• Ammassi di galassie, struttura su larga scalaDistribuzione delle galassie. Dinamica degli ammassi. Legge di Hubble ed espansione dell’universo. Superammassi e vuoti. Sky Surveys.

PARTE VI – Astronomia extragalattica e CosmologiaPARTE VI – Astronomia extragalattica e Cosmologia

• Galassie attiveScoperta e osservazioni. Radio galassie. Quasars. Buchi neri e nuclei attivi.

• Galassie attiveScoperta e osservazioni. Radio galassie. Quasars. Buchi neri e nuclei attivi.

• Galassie normaliClassificazione. Formazione stellare nelle galassie. La struttura a spirale. La materia oscura nelle galassie

• Galassie normaliClassificazione. Formazione stellare nelle galassie. La struttura a spirale. La materia oscura nelle galassie

Modulo 2Modulo 2

• Cosmologia Espansione. Redshift cosmologico. Accelerazione. Modelli di Friedmann. Parametri cosmologici. Il Fondo Cosmico di Microonde. Problemi aperti

• Cosmologia Espansione. Redshift cosmologico. Accelerazione. Modelli di Friedmann. Parametri cosmologici. Il Fondo Cosmico di Microonde. Problemi aperti

• Sistema SolarePianeti terrestri e pianeti giganti. Superficie, atmosfera, struttura interna. Anelli. Satelliti. Corpi minori del sistema solare.

• Sistema SolarePianeti terrestri e pianeti giganti. Superficie, atmosfera, struttura interna. Anelli. Satelliti. Corpi minori del sistema solare.

PARTE VII – Il Sistema SolarePARTE VII – Il Sistema Solare

• Il sistema Terra-LunaOrigine della Terra. Tettonica a placche. Cenni di fisica dell’atmosfera terrestre. Magnetosfera. Le maree. La Luna: origine e struttura. Problemi aperti.

• Il sistema Terra-LunaOrigine della Terra. Tettonica a placche. Cenni di fisica dell’atmosfera terrestre. Magnetosfera. Le maree. La Luna: origine e struttura. Problemi aperti.

• AstrobiologiaOrigine del sistema solare. Chimica della Terra primordiale. Stabilità delle condizioni terrestri ed evoluzione biologica. Possibilità per la vita altrove nel sistema solare. Pianeti extrasolari. Prospettive.

• AstrobiologiaOrigine del sistema solare. Chimica della Terra primordiale. Stabilità delle condizioni terrestri ed evoluzione biologica. Possibilità per la vita altrove nel sistema solare. Pianeti extrasolari. Prospettive.

Bibliografia

Il materiale didattico utilizzato durante le lezioni (slides, grafici, immagini) sarà disponibile on-line:

cosmo.fisica.unimi.it/astronomia

marco.bersanelli@unimi.itmaurizio.tomasi@unimi.it

Altri testi:B. W. Carroll & D. A. Ostlie, “An introduction to Modern Astrophysics”, Addison Wesley 1996, 2006.

F. H. Shu “The Physical Universe. An Introduction to Astronomy” University Science Book

Articoli da riviste (reperibili in rete) saranno via via suggeriti durante lo sviluppo del corso

Testi principali di riferimento: Marc L. Kutner, “Astronomy: a Physical Perspective”, Cambridge Univesity Press, 2003

D. Maoz, “Astrophysics in a nutshell”, 2008, Princeton University Press