66702 - FONDAMENTI DI ASTRONOMIA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce la descrizione della ricerca delle dimensioni del 'Mondo' evoluta insieme al diverso significato che la parola ha assunto nel tempo; conosce inoltre i fondamenti della gravitazione e della generazione dell'energia stellare. Sa valutare il percorso di autoconsapevolezza dell'uomo rispetto alla natura, e sa usare le conoscenze acquisite per comprendere i problemi del calcolo delle orbite, del moto delle galassie, delle masse stellari, dell'espansione dell'universo e della radiazione fossile.

Contenuti

- Cenni di astronomia sferica (angolo solido, cerchi massimi, triangoli
sferici, ...)
- Forma e dimensioni della Terra (esperimento di Eratostene)
- Coordinate terrestri (latitudine, longitudine)
- Coordinate celesti
- Effetto Doppler
- Perturbazione delle coordinate (precessione lunisolare, precessione 
planetaria, nutazione, parallasse annua e diurna, moti propri 
stellari, aberrazione della luce)
- Il tempo (solare, dinamico, atomico)

- Moto dei pianeti (modello aristotelico e tolemaico, sistema copernicano)
- Leggi di Keplero
- Spiegazione del moto dei pianeti sulla sfera celeste
- La Terra (generalita`, stagioni, maree)
- La Luna (generalita`, moto)
- Eclissi di Sole e di Luna
- I pianeti
- I corpi minori del sistema solare
- Cenni a pianeti extrasolari e astrobiologia

- Lo spettro elettromagnetico
- Osservazioni astronomiche, influenza della atmosfera terrestre, siti
astronomici, seeing a ottica adattiva, 
- Cenni ai telescopi (ottici a rifrazione e riflessione, submm-mm, radio,
telescopi spaziali, HST, Herschel, Planck, telescopi per raggi X)
- Cenno al tipo di dati tipici (immagini e spettri)
- Radiazione da oggetti astrofisici (luminosita`, spettro, tipi di
spettri, flusso, legge 1/r^2)
- Magnitudini apparenti e legge di Pogson
- Indici di colore
- Estinzione (in generale) e estinzione atmosferica
- Magnitudini assolute
- Corpo nero, legge di Planck e legge di Wien
- Relazione tra corpo nero e indici di colore
- Legge di Stefan-Boltzmann

- Atomi e radiazione (transizioni elettroniche, atomo di idrogeno,
tipi di spettri, righe in emissione e in assorbimento, spettri
continui, nebulose ad emissione, emissione di idrogeno a 21 cm,
richiamo di termodinamica - la legge dei gas perfetti)

- Classificazione spettrale delle stelle e relazione con corpo nero
- Tipi di spettri stellari e righe in assorbimento
- Classi di luminosita`
- Diagramma di Hertzsprung-Russell
- Stelle binarie (visuali, fotometriche, spettroscopiche, astrometriche)
- Massa delle stelle binarie visuali
- Relazione Massa - Luminosita`

- Le 4 equazioni della struttura stellare
- Meccanismi di trasporto di energia
- ¨Produzione¨ di energia nelle stelle e tempi scala
- Reazioni termonucleari, difetto di massa
- Catena protone-protone, ciclo CNO e reazione triplo-alfa

- Evoluzione stellare (diagramma HR, tempo di permanenza in sequenza 
principale, massa e struttura interna, evoluzione delle stelle di
piccola massa, evoluzione delle stelle di grande massa, Novae, 
Supernovae, Pulsar, buchi neri)
- Ammassi aperti e globulari, stima delle eta` con diagramma HR

- Mezzo interstellare (fasi del gas, composizione, tipi di 
nebulose, regioni H II, molecole, polvere, formazione stellare,
ciclo di arricchimento chimico del mezzo interstellare e delle stelle) 

- Raggi cosmici

- La nostra Galassia (generalita`, struttura e componenti, osservazioni
a diverse lunghezze d´onda, popolazioni stellari, struttura a spirale,
formazione stellare, rotazione differenziale, curva di rotazione,
materia oscura, buco nero centrale)

- Il Gruppo Locale (proprieta` generali, tipi di galassie, distanze con 
Cefeidi, diagrammi HR compositi)

- Le galassie (classi di Hubble, radiazione emessa dalle galassie
e spettri tipici, funzione di Schechter e di luminosita`, proprieta`
delle galassie a spirale, proprieta` delle galassie ellittiche,
galassie starburst e collisioni tra galassie, buchi neri supermassivi,
galassie attive, struttura a grande scala, gruppi di galassie, 
ammassi di galassie, cenni sulla formazione delle galassie)

- Lo scenario cosmologico (legge di Hubble, eta` dell´ universo, Big Bang,
fondo cosmico a microonde, struttura a grande scala, parametro di densita`
e problema della materia ed energia oscura, possibili destini dell´ universo)

Testi/Bibliografia

Testo principale:  Fundamental Astronomy, Karttunen, H.; Kröger, P.; Oja, H.; Poutanen, M.; Donner, K.J. 
5th ed., 2007, XII, 510 p. 449 illus., 36 in color.. Springer-Verlag

Verranno anche rese disponibili le trasparenze mostrate durante le lezioni.

Metodi didattici

Lezioni frontali orali

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 della disciplina. Il colloquio iniziara' 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 caratteristiche della disciplina.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e slide powerpoint

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Francesca Pozzi