Anno Accademico 2017/2018
- Docente: Fabrizio Brighenti
- Crediti formativi: 8
- SSD: FIS/05
- Lingua di insegnamento: Italiano
- Moduli: Fabrizio Brighenti (Modulo 1) Carlo Nipoti (Modulo 2)
- Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)
- Campus: Bologna
- Corso: Laurea Magistrale in Astrofisica e cosmologia (cod. 8018)
Conoscenze e abilità da conseguire
Al termine del corso, lo studente è in grado di risolvere per via numerica equazioni differenziali (ordinarie e alle derivate parziali) di uso comune nell'astrofisica moderna (eq. di diffusione, eq. della gasdinamica, ecc.). Conosce inoltre alcune metodologie di indagine astronomica che richiedono l'applicazione di metodi statistici per la determinazione delle quantità misurabili implicate.
Contenuti
statistica:
il concetto di misura applicato all'astronomia: quantità misurabili
(es. massa, luminosità) ed incertezze associate.
analisi di distribuzioni di dati astronomici. confronto fra le
distribuzioni e test di verosimiglianza.
determinazione di relazioni fra quantità osservate (es.
tully-fisher, faber-jackson) e stima della bontà dei fit.
analisi del segnale, determinazione del rapporto segnale rumore
(s/n) per osservazioni fotometriche e spettroscopiche.
magnitudine limite e determinazione della completezza di dati
fotometrici di un campo stellare. smoothing dei dati.
il k-sigma clipping. applicazioni fotometriche (stima del valore
del fondo cielo) e dinamiche (ammassi di galassie).
come costruire la funzione di luminosità delle galassie da campioni
di dati.
Gasdinamica: 1) plasmi astrofisici; 2) equazioni della gasdinamica; 3) onde sonore e onde d'urto; 4) applicazioni astrofisiche: evoluzione di resti di supernovae, venti stellari, venti galattici.
calcolo numerico:
1) differenze finite. convergenza, consistenza, stabilita' di uno
schema numerico. 2) metodi per equazioni iperboliche: ftcs, lax.
analisi di stabilita' di von neuman. 3) metodi al ii ordine:
leapfrog, lax-wendroff. 4) proprieta' conservativa e proprieta' di
trasporto di metodi numerici. approccio del control volume. 5)
metodi upwind i ordine e ii ordine. 6) equazioni paraboliche,
metodi espliciti e impliciti (crank-nicholson). 7) metodi per
l'idrodinamica.
Testi/Bibliografia
Slides delle lezioni (sul sito Campus)
Testo sulla fluidodinamica:
Clarke & Carswell: “Principles of Astrophysical Fluid Dynamics”
Testi per la parte di fluidodinamica numerica:
Numerical Methods in Astrophysics”, Bodenheimer et al.
Numerical Recipes”, Press et al.Metodi didattici
Lezioni frontali, con uso di proiettore e lavagna. Esercitazioni di laboratorio.
Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento
Esame orale e breve relazione sul progetto astrofisico eseguito in laboratorio
Orario di ricevimento
Consulta il sito web di Fabrizio Brighenti
Consulta il sito web di Carlo Nipoti