27217 - ASTROFISICA STELLARE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce il quadro fisico e le equazioni che regolano la struttura stellare. E' in grado di descrivere le condizioni del gas negli interni stellari, i meccanismi della produzione di energia, la struttura delle atmosfere stellari e la teoria della formazione delle righe spettrali. E' inoltre in grado di comprendere il funzionamento delle stelle e di discutere i fenomeni da cui dipendono le caratteristiche strutturali di questi oggetti. E' in grado di interpretare grafici delle quantita' fisiche negli interni stellari, e di presentare e discutere in modo critico le problematiche relative alla struttura stellare attraverso brevi elaborati scritti.

Contenuti

 

Il corso e' strutturato in due MODULI:

MODULO 1 -

Struttura interna delle stelle.

Equazioni degli interni stellari. Condizioni di equilibrio idrostatico. Equazione di stato della materia stellare. Proprieta del gas perfetto e del gas degenere. Il diagramma LogT - Log(rho). Condizione di degenerazione. Produzione di energia nelle stelle: Reazioni termonucleari: Ciclo proptone-protone. Ciclo CNO, reazioni 3-alpha, cattura alpha, cattura neutronica. Processi di cattura neutronica s ed r. Formazione degli elementi chimici e nucleosintesi primordiale. Equazione del trasporto radiativo e convettivo. Criterio di Schwarzschild. Meccanismi di opacita`. Equazioni di Kramers.

Modelli di atmosfera stellare.

Fenomeni di assorbimento e di emissione delle radiazione. Equazione del trasporto nelle atmosfere. Definizione e determinazione di temperatura effettiva. Teoria della formazione delle righe spettrali. Curva di crescita e determinazione delle abbondanze chimiche nelle stelle. Equazione di Saha e di Boltzmann. Cenni di evoluzione stellare.

MODULO 2 -

Esercizi sulla struttura stellare

In questo modulo vengono presentati esercizi che mostrano allo studente come si possano derivare le grandezze tipiche delle strutture stellari. A questo fine sono impostati e risolti semplici problemi in cui vengono derivate le grandezze caratteristiche della struttura stellare (densita`, gravita`, raggio, etc) e calcolato il livello di ionizzazione ed eccitazione degli atomi nelle atmosfere stellari.

 

Testi/Bibliografia

Le Dispense del corso contenenti tutte le slides aggiornate mostrate a lezione, sono messe a disposizione dello studente ogni anno sul sito dell’Universita di Bologna "Virtuale UniBO". La frequenza del corso e’ comunque fortemente consigliata per un migliore apprendimento della materia. Gli studenti durante la lezione hanno anche l’opportunita di porre domande per chiarire e/o approfondire aspetti specifici degli argomenti trattati.

Libri di testo aggiuntivi che permettono di approfondire gli argomenti trattati sono: 

(in italiano)

Figli delle stelle - F.R. Ferraro

Astrofisica stellare - V. Castellani

Corso di Astrofisica - B. Cester

(in inglese)

An Introduction to modern Astrophysics - Carroll & Ostlie

Evolution of stars and stellar populations - Salaris & Cassisi

Astrophysics I. stars - Bowers& Deeming

Metodi didattici

Le lezioni sono eseguite con l'ausilio di presentazioni power point

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica consiste di un esame scritto ed uno orale.
La prova scritta consiste di una serie di 10 semplici problemi sulla struttura e l'atmosfera delle stelle. La valutazione della prova scritta è espressa seguendo il seguente schema.

A: ottimo. Lo studente ha risolto tutti/la maggior parte (>8) gli esercizi.

B: buono. Lo studente ha risolto buona parte degli esercizi (>5). Possono eventualmente essere presenti errori di calcolo ma l’impostazione della soluzione degli esercizi risulta corretta e dimostra che lo studente è in grado di operare con le grandezze che caratterizzano le strutture stellari.

C: insufficiente. Lo studente ha impostato o risolto solo un paio di esercizi(<5), mostrando di non aver ancora acquisito le competenze necessarie per operare con le grandezze che caratterizzano le strutture stellari.

Durante la prova scritta, della durata di 120 minuti, non è ammesso l'uso di libri e appunti ma è consentito l’uso della calcolatrice.

La prova orale segue la prova scritta e può essere sostenuta solo se si è ottenuto, nella prova scritta, un punteggio di A o B. La prova scritta ha validità di un anno. L’obiettivo formativo della prova scritta è di mettere lo studente in condizioni di fare semplici calcoli utilizzando le grandezze tipiche delle strutture stellari. La prova scritta è dunque solo puramente propedeutica per la prova orale e la sua valutazione non ha effetti sul voto finale che è invece interamente basato sulla prova orale.
La prova orale, parte dalla correzione dello scritto e si articola in una serie di domande di carattere generale sulle tematiche trattate nel corso. L’esame orale dura tipicamente 40-45 minuti e si articola in 4-5 domande sull’intero programma svolto. La valutazione finale è basata sul seguente schema:

• ·voto=18-21: lo studente dimostra una preparazione limitata ad un sottoinsieme di argomenti facenti parte del programma del corso e la capacità critica emerge solo con un sostanziale aiuto del docente
• ·voto=22-25: lo studente dimostra una buona preparazione su un numero ampio di argomenti ma la capacità di analisi si rivela autonoma solo in modo limitato,
• ·voto=26-28: la preparazione è soddisfacente sulla totalità degli argomenti affrontati nel corso, dimostrando buona autonomia di analisi critica e buona padronanza della terminologia specifica
• ·voto=29-30L: lo studente dimostra una preparazione completa insieme ad un’ottima capacità di svolgere in autonomia analisi critica e di collegamento tra i vari argomenti trattati nel corso, con piena padronanza della terminologia e capacità di argomentazione,

Durante l’esame non è consentito l’utilizzo di appunti o libri.

Lo studente può rifiutare il voto al massimo 2 volte. Sarà registrata l’ultima valutazione ottenuta (non la più alta).

Studenti con speciali gli studenti con bisogni speciali sono pregati di contattare in anticipo il servizio dell’UniBO a loro dedicato ( https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it )

Strumenti a supporto della didattica

Il file (formato pdf) con tutte le slides mostrate a lezione e' disponibile nel sito.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Francesco Rosario Ferraro

Consulta il sito web di Cristina Pallanca