69052 - ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce una panoramica dei metodi e strumenti di rivelazione della radiazione in banda X, nonchè delle proprietà fisiche delle varie popolazioni di sorgenti galattiche/extragalattiche la cui emissione è rivelata in tale banda.

Contenuti

INTRODUZIONE ALL'ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE

• Richiami ai meccanismi di emissione: emissione di corpo nero/bremsstrahlung/sincrotrone/Compton scattering e Compton inverso, e applicazioni nel campo dell'Astrofisica delle alte energie. Produzione di righe; equilibrio collisionale e di ionizzazione. Processi di charge-exchange
  

• Storia dell'Astronomia delle alte energie. Excursus sulle proprieta' dei principali satelliti per Astronomia X e Gamma dell'era moderna
  
  
• Tecniche di rivelazione dei fotoni di alta energia. Rivelatori in banda X e Gamma; utilizzo dei CCD in banda X. Specchi di Wolter e maschere codificate. Radiazione Cerenkov.
  

FISICA DELL'ACCRESCIMENTO:

• Teoria, limite di Eddington, dischi di accrescimento. Processi di accrescimento ed eiezione (getti, venti).
  
  
• Fisica degli oggetti compatti: nane bianche, stelle di neutroni, limite di Chandrashkar, pulsar, buchi neri (cenni di astrofisica relativistica)
  
  

ASTROFISICA delle ALTE ENERGIE: GALATTICA

• Emissione X da oggetti del sistema solare
  

• Emissione X da stelle: stelle di sequenza principale e di pre-sequenza/stelle di piccola massa.
  

• Binarie X: fenomenologia, classificazione e proprieta' fisiche, variabili cataclismiche, binarie X di piccola e  grande massa, candidati buchi neri
  

• Proprieta' multi-frequenza del Centro Galattico. Emissione da sorgenti puntiformi ed estese. Proprieta' osservative delle Fermi bubbles e di altre strutture estese. Materiale in caduta su Sgr A*
  
  
• Ultraluminous x-ray sources
  

ASTROFISICA delle ALTE ENERGIE: EXTRA-GALATTICA

• Ammassi di galassie e cooling flow
  

• I Nuclei Galattici Attivi (AGN). Componenti della loro emissione alle alte energie: modelli vs. osservazioni.

• Survey  in banda X. Contributo di AGN al Contributo degli AGN al fondo cosmico in banda X e problematiche ancora aperte.
  
  
• Gamma ray bursts: fenomenologia, origine e meccanismi di emissione

Testi/Bibliografia

• George B. Rybicky, Alan P. Lightman: "Radiative Processes in Astrophysics", Wiley

• Malcolm S. Longair: "High-Energy Astrophysics", Cambridge University Press

• J. Frank, A. King & D. Raine: "Accretion Power in Astrophysics", Cambridge University Press

• Gabriele Ghisellini: "Radiative processes in high energy astrophysics", Springer, Lecture Notes in Physics 873

Verranno anche rese disponibili le trasparenze mostrate durante le lezioni.

 

Metodi didattici

Lezioni frontali con con proiezione di slides e approfondimenti alla lavagna. Saltuariamente si analizzeranno criticamente anche articoli di letteratura, e si terranno sessioni di "domande e risposte" al termine dei macro-argomenti.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame consiste in un colloquio orale, volto a valutare il raggiungimento da parte dello studente di una visione organica dei contenuti del corso. Il colloquio inizierà con l'esposizione da parte dello studente di un argomento a piacere. Durante l'esame, sara' valutata positivamente l'abilita' di ricavare, non in maniera mnemonica, alcune relazioni fra le grandezze fisiche e fenomeni relativi all'astrofisica delle alte energie, e di relazionare l'emissione di alta energia delle varie classi di sorgenti con i meccanismi di emissione.

 

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e presentazioni delle lezioni in forma di slides, disponibili in formato pdf. 

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marcella Brusa