Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
ASTRONOMIA


7

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 56 0 0 119

Periodo

AnnoPeriodo
II anno2 semestre

Frequenza

Obbligatoria

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
03/03/201414/06/2014

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteAstrofisico-geofisico e spazialeFIS/057


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. CORSINI ENRICO MARIAFIS/05Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Altri Docenti

Non previsti.

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste.

Bollettino

Conoscenze di base in astronomia, fisica generale e calcolo scientifico. Conoscenza dell'inglese scientifico.

Il tema dell'attività formativa riguarda lo studio della struttura della Via Lattea e delle altre galassie per comprenderne i processi di formazione ed evoluzione grazie a dati fotometrici e spettroscopici ottenuti con osservazioni da terra e dallo spazio e interpretati con l'ausilio di modelli teorici.

Lezioni frontali ed esercitazioni su temi di natura osservativa e di carattere teorico relativi alla struttura delle galassie. Alcune esercitazioni si svolgono presso l'Osservatorio Astrofisico di Asiago.

1. STRUTTURA E DINAMICA DELLA VIA LATTEA: Sistema di riferimento in quiete fondamentale e locale. Velocità peculiari, moto solare, apice solare. Moti propri stellari e velocità radiali nei dintorni solari. Ellissoide delle velocità. Diagramma di Bottlinger. Formule di Oort e curva di rotazione della Via Lattea. Equazione dell'asymmetric drift. Popolazioni stellari, struttura a spirale della Via Lattea. 2. MORFOLOGIA DELLE GALASSIE: Classificazione morfologica delle galassie normali (Hubble, de Vaucouleurs, van den Bergh, Morgan). Classificazione morfologica delle galassie peculiari (Arp, Vorontsov-Velyaminov). Classificazione morfologica delle galassie attive. Morfologia e luminosità. Morfologia delle galassie del Gruppo Locale. Cenni sulla classificazione morfologica delle galassie ad alto redshift. Limiti delle classificazioni morfologiche. 3. FOTOMETRIA DELLE GALASSIE: Brillanza superficiale, luminosità integrata, curve di crescenza, isofote, raggio equivalente ed efficace, profili radiali di brillanza superficiale. Forma delle isofote, rotazione delle isofote, deviazioni dalla forma ellittica, isofote 'a disco' e 'a scatola'. Profili fotometrici per galassie ellittiche e sferoidi di galassie a disco (leggi di Reynolds-Hubble, Hubble modificata, de Vaucouleurs, Oemler, Nuker, King, Sersic). Profili fotometrici per i dischi (legge esponenziale di tipo I e e di tipo II), legge di Freeman, galassie ad alta e bassa brillanza superficiale centrale. Decomposizioni fotometriche parametriche monodimensionali e a più assi, ellitticità dello sferoide, inclinazione del disco. Decomposizioni fotometriche parametriche bidimensionali. Applicazioni delle decomposizioni fotometriche (rapporto sferoide-disco, strutture, dischi nucleari). Caratteristiche fotometriche delle galassie ellittiche, S0, spirali e irregolari. 4. FORMA INTRINSECA DELLE GALASSIE: Forma delle galassie ellittiche, ellittiche con bande di polveri e dischi di gas, piani di equilibrio. Forma delle galassie a disco, spessore dei dischi. Schiacciamenti apparente ed intrinseco, inclinazione, sfera delle orientazioni, funzione di distribuzione degli schiacciamenti intrinseci. 5. CINEMATICA DELLE GALASSIE: Cenni sulle proprietà del mezzo interstellare (gas ionizzato, atomico, molecolare, coronale, polveri). Cenni di spettroscopia di apertura, a fenditura lunga e a campo integrale. Cinematica del gas (ionizzato, atomico, molecolare). Redshift, curva di rotazione, velocità di sistema, profilo radiale di dispersione di velocità, campo di velocità e di dispersione di velocità. Deproiezione della velocità osservata, tratto rigido, tratto piatto. Cinematica delle stelle, distribuzione delle velocità lungo la linea di vista, coefficienti h3 e h4. Dischi nucleari di gas e polveri, dischi estesi di gas, disaccoppiamenti cinematici. 6. MASSA DELLE GALASSIE: Determinazione della massa delle galassie ellittiche con tracciante stellare (teorema del viriale; equazioni dell'idrodinamica) e gassoso (dischi di gas ionizzato, molecolare, neutro, alone X). Determinazione della massa delle galassie a spirale con tracciante gassoso (dischi di gas ionizzato, molecolare, neutro). Rapporto massa-luminosità, materia oscura. 7. SCALA DELLE DISTANZE: Parallasse, metodo di Baade-Wesselink. Cefeidi, RR Lyrae, novae. Supernovae Ia, funzioni di luminosità degli ammassi globulari e delle nebulose planetarie. Relazione di Tully-Fisher, relazione di Faber-Jackson, relazione D-sigma. Distanza del centro galattico, della Grande Nube di Magellano, di M31 e dell'Ammasso della Vergine. Legge di Hubble, costante di Hubble.

Prova scritta e orale. Il superamento della prova scritta è necessario per poter accedere alla prova orale.

La valutazione della preparazione dello studente si baserà sulla comprensione degli argomenti trattati nel corso delle lezioni e delle esercitazioni e sulla capacità di applicare le conoscenze acquisite in modo autonomo e consapevole.

J. Binney, M. Merrifield, Galactic Astronomy. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1998

Tutto il materiale didattico presentato durante le lezioni e le esercitazioni viene messo a disposizione degli studenti sul sito web del corso (http://www.astro.unipd.it/~corsini/astrofisica1.html).

Conoscenze di base in astronomia, fisica generale e calcolo scientifico. Conoscenza dell'inglese scientifico.

Il tema dell'attività formativa riguarda lo studio della struttura della Via Lattea e delle altre galassie per comprenderne i processi di formazione ed evoluzione grazie a dati fotometrici e spettroscopici ottenuti con osservazioni da terra e dallo spazio e interpretati con l'ausilio di modelli teorici.

Lezioni frontali ed esercitazioni su temi di natura osservativa e di carattere teorico relativi alla struttura delle galassie. Alcune esercitazioni si svolgono presso l'Osservatorio Astrofisico di Asiago.

1. STRUTTURA E DINAMICA DELLA VIA LATTEA: Sistema di riferimento in quiete fondamentale e locale. Velocità peculiari, moto solare, apice solare. Moti propri stellari e velocità radiali nei dintorni solari. Ellissoide delle velocità. Diagramma di Bottlinger. Formule di Oort e curva di rotazione della Via Lattea. Equazione dell'asymmetric drift. Popolazioni stellari, struttura a spirale della Via Lattea. 2. MORFOLOGIA DELLE GALASSIE: Classificazione morfologica delle galassie normali (Hubble, de Vaucouleurs, van den Bergh, Morgan). Classificazione morfologica delle galassie peculiari (Arp, Vorontsov-Velyaminov). Classificazione morfologica delle galassie attive. Morfologia e luminosità. Morfologia delle galassie del Gruppo Locale. Cenni sulla classificazione morfologica delle galassie ad alto redshift. Limiti delle classificazioni morfologiche. 3. FOTOMETRIA DELLE GALASSIE: Brillanza superficiale, luminosità integrata, curve di crescenza, isofote, raggio equivalente ed efficace, profili radiali di brillanza superficiale. Forma delle isofote, rotazione delle isofote, deviazioni dalla forma ellittica, isofote 'a disco' e 'a scatola'. Profili fotometrici per galassie ellittiche e sferoidi di galassie a disco (leggi di Reynolds-Hubble, Hubble modificata, de Vaucouleurs, Oemler, Nuker, King, Sersic). Profili fotometrici per i dischi (legge esponenziale di tipo I e e di tipo II), legge di Freeman, galassie ad alta e bassa brillanza superficiale centrale. Decomposizioni fotometriche parametriche monodimensionali e a più assi, ellitticità dello sferoide, inclinazione del disco. Decomposizioni fotometriche parametriche bidimensionali. Applicazioni delle decomposizioni fotometriche (rapporto sferoide-disco, strutture, dischi nucleari). Caratteristiche fotometriche delle galassie ellittiche, S0, spirali e irregolari. 4. FORMA INTRINSECA DELLE GALASSIE: Forma delle galassie ellittiche, ellittiche con bande di polveri e dischi di gas, piani di equilibrio. Forma delle galassie a disco, spessore dei dischi. Schiacciamenti apparente ed intrinseco, inclinazione, sfera delle orientazioni, funzione di distribuzione degli schiacciamenti intrinseci. 5. CINEMATICA DELLE GALASSIE: Cenni sulle proprietà del mezzo interstellare (gas ionizzato, atomico, molecolare, coronale, polveri). Cenni di spettroscopia di apertura, a fenditura lunga e a campo integrale. Cinematica del gas (ionizzato, atomico, molecolare). Redshift, curva di rotazione, velocità di sistema, profilo radiale di dispersione di velocità, campo di velocità e di dispersione di velocità. Deproiezione della velocità osservata, tratto rigido, tratto piatto. Cinematica delle stelle, distribuzione delle velocità lungo la linea di vista, coefficienti h3 e h4. Dischi nucleari di gas e polveri, dischi estesi di gas, disaccoppiamenti cinematici. 6. MASSA DELLE GALASSIE: Determinazione della massa delle galassie ellittiche con tracciante stellare (teorema del viriale; equazioni dell'idrodinamica) e gassoso (dischi di gas ionizzato, molecolare, neutro, alone X). Determinazione della massa delle galassie a spirale con tracciante gassoso (dischi di gas ionizzato, molecolare, neutro). Rapporto massa-luminosità, materia oscura. 7. SCALA DELLE DISTANZE: Parallasse, metodo di Baade-Wesselink. Cefeidi, RR Lyrae, novae. Supernovae Ia, funzioni di luminosità degli ammassi globulari e delle nebulose planetarie. Relazione di Tully-Fisher, relazione di Faber-Jackson, relazione D-sigma. Distanza del centro galattico, della Grande Nube di Magellano, di M31 e dell'Ammasso della Vergine. Legge di Hubble, costante di Hubble.

Prova scritta e orale. Il superamento della prova scritta è necessario per poter accedere alla prova orale.

La valutazione della preparazione dello studente si baserà sulla comprensione degli argomenti trattati nel corso delle lezioni e delle esercitazioni e sulla capacità di applicare le conoscenze acquisite in modo autonomo e consapevole.

J. Binney, M. Merrifield, Galactic Astronomy. Princeton, NJ: Princeton University Press, 1998

Tutto il materiale didattico presentato durante le lezioni e le esercitazioni viene messo a disposizione degli studenti sul sito web del corso (http://www.astro.unipd.it/~corsini/astrofisica1.html).