69059 - RADIOASTRONOMIA

Anno Accademico 2019/2020

  • Docente: Daniele Dallacasa
  • Crediti formativi: 6
  • SSD: FIS/05
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea Magistrale in Astrofisica e cosmologia (cod. 8018)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente approfondisce e amplia i concetti riguardanti la radiazione di sincrotrone e la relazione con gli altri processi di produzione di radiazione di interesse astrofisico. Ha inoltre conoscenze avanzate sulle tematiche più moderne della ricerca astronomica a lunghezze d'onda radio, inquadrate nelle problematiche più generali della moderna ricerca astrofisica. E' in grado di comprendere e presentare in maniera critica articoli di ricerca sugli argomenti trattati nel corso.

Contenuti

a) Richiami sui meccanismi di emissione e su alcuni aspetti della teoria di sincrotrone (e.g. polarizzazione, ageing, campo magnetico etc.) = importante per chi non proviene dalla triennale in astronomia =

b) Tecniche di osservazione della radioastronomia. Radioelescopi storici (cenni), presenti e in costruzione.

c) Campo magnetico: emissione di sincrotrone, polarizzazione, rotazione di Faraday, campo magnetico nella Galassia e nel centro galattico; campo magnetico nelle galassie spirali e nel mezzo intergalattico

d) Mezzo interstellare: breve descrizione della composizione, HI, masers, molecole. Molecole e formazione stellare nelle galassie. Le Giant Molecular Clouds, i globuli di Bok e gli oggetti Herbig - Haro. Varie classi di protostelle e loro osservabilita' nella banda radio.

e) Radio stelle: le survey radio e il diagramma H-R, radio emissione da atmosfere stellari, flares radio da stelle fredde, emissione quiescente da coronae di stelle fredde, flares radio e riscaldamento della corona, campi magnetici stellari, struttura radio della corona, radio emissione dalle cromosfere e da venti, formazione stellare e connessione sole-stelle, emissione radio da stelle brune nane, astrometria stellare. Stelle magnetiche (radio attive) e varie classificazioni/esempi.

f) Supernovae: caratteristiche ottiche, resti di supernovae (caratteristiche radio, evoluzione dinamica, relazione brillanza-diametro, considerazioni energetiche). Tempi caratteristici delle varie fasi di espansione. 

g) Pulsars: proprieta' (distribuzione, periodo, profilo, spettro radio, polarizzazione, temperatura di brillanza, eta', distanza, funzione di luminosita'). Stelle di neutroni: massa, raggio, momento di inerzia, struttura, magnetosfera, energetica, gravitazione in regime di campo forte, parametri kepleriani e post-kepleriani, la pulsar doppia.

h) Radio emissione da "stellar end-products": getti in variabili cataclismiche, binarie X,  microquasar (proprieta' generali, moti superluminali, dati multi-frequenza e loro discussione nell'ambito del modello corrente).

i) Il Centro Galattico a diverse lunghezze d'onda: HI, radio (spettro, variabilita', polarizzazione delle varie componenti), IR, molecole e maser, emissione X. Caratteristiche particolari in termini di formazione stellare nucleare.

l) Radio emissione da galassie normali: regioni HII, supernovae, le diverse componenti, la Via Lattea (cenni sull'emissione ottica, sull'emissione radio delle vari componenti (disco, alone), sulle caratteristiche spettrali, sulla componente termica e non termica; cenni sull'emissione X e gamma)

m) Emissione radio nelle galassie spirali: spettro, polarizzazione delle diverse componenti, confronto con emissione X, funzione di luminosita', correlazione radio-IR/radio-CO e semplice modello, stime di formazione stellare, HI, curve di rotazione. Le costanti di Oort e la cinematica della Via Lattea. La materia oscura, relazione Tully-Fisher, influenza dell'ambiente.

n) Popolazione radio debole: tecniche osservative, conteggi, relazione radio/FIR, composizione, proprieta' ottiche e radio.

o) Radiosorgenti "attive". Classificazione e modello evolutivo.

p)  Emissione diffusa in ammassi di galassie, plasma non termico e interazione con il plasma termico. Fenomeni di accelerazione e shocks nel mezzo intergalattico. Problematiche aperte nella ricerca in questo campo.

                       

Testi/Bibliografia

a) Verschuur G.L., Kellermann K.I., "Galactic and Extragalactic Radioastronomy", Springer-Verlag

b) Longair M.S., "High Energy Astrophysics", Cambridge University Press -

c) Manchester R.N., Taylor J.H., "Pulsars", Freeman and Co., San Francisco -

d) Rohlfs K., Wilson T.L., "Tools of Radio Astronomy" Springer

e) Fanti C. e Fanti R. "Una finestra sull'Universo Invisibile" (dispense)

f) articoli pubblicati in riviste scientifiche

Metodi didattici

Lezioni ed esercizi (per fissare gli ordini di grandezza di alcune quantità'). Spesso lo studente può' essere oggetto di domande per ragionare su argomenti specifici.

Copia delle slides utilizzate a lezione sono disponibili prima delle stesse.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale. Lo studente presenta un articolo a scelta che ha approfondito. Successivamente verranno discussi altri due argomenti scelti dal docente. 

Link ad altre eventuali informazioni

http://www.ira.inaf.it/~ddallaca/Radioastronomy.html

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Daniele Dallacasa