Obiettivi Formativi

Fornire conoscenza e comprensione di base sulle questioni principali di Astrofisica, illustrando come i principi fisici alla base della meccanica, della termodinamica e dell’elettromagnetismo si applicano allo studio del Sistema Solare, dei processi di emissione in Astrofisica, della Fisica stellare, delle galassie ed alla Cosmologia. In particolare, sono fondamentali i seguenti campi: - Meccanica celeste e Sistema Solare; - Processi di emissione, anche non termici, e misura delle principali proprietà delle Stelle; - Formazione, evoluzione e morte delle stelle di diversa massa, resti stellari, e fisica dei sistemi binari stretti; - La Via Lattea e le altre galassie; - Cenni di Cosmologia.

Learning Goals

Aim of the course is to provide basic knowledge and understanding of the principal questions in Astrophysics. We will do that by illustrating how the physical principles of Mechanics, Thermodynamics, and Electromagnetism apply to the study of the Solar System, to the emission processes in Astrophysics, to the Stellar and Galaxy Physics, and to Cosmology. In particular, the following areas are fundamental: Celestial Mechanics and Solar System; Emission processes, including non-thermal ones, and measurement of the main properties of stars; Formation, evolution, and death of stars of different mass, stellar remnants, physics of close binary systems; Milky Way and other galaxies; Elements of Cosmology.

Metodi didattici

Lezioni frontali, diapositive su schermo, esercitazioni teoriche, esercitazioni pratiche anche con uso del calcolatore.

Teaching Methods

Lectures, screen slides, theoretical exercises, practical exercises even with use of the calculator.

Prerequisiti

Conoscenze di base sulla meccanica classica, termodinamica ed elettromagnetismo.

Prerequisites

Basic knowledge on classical mechanics, thermodynamics and electromagnetism.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame finale prevede il porre allo studente alcune domande e calcoli inerenti il contenuto scientifico del corso.

Assessment

The final examination involves asking the students a few questions and calculations. These questions and calculations will be, of course, based on the content of the course.

Programma del Corso

La sfera celeste ed elementi di meccanica celeste. Elementi di Relativita’ ristretta. Spettro elettromagnetico. Cenni sui processi di emissione non termici quali sincrotrone, inverse Compton, self-synchrotron Compton. L’interazione tra luce e materia. Cenni sui telescopi. Breve visione generale del Sistema Solare. I pianeti, i corpi minori. Forze di marea. Atmosfere. La formazione dei sistemi planetari. Diversi tipi di sistemi stellari multipli, misura dei parametri stellari. Linee negli spettri stellari e classificazione. Il diagramma di Hertzsprung-Russell. L’interno delle stelle, la sorgente dell’energia. Il Sole. Dal mezzo interstellare alle stelle, gli ammassi stellari, cenni su stelle pulsanti. Evoluzione e morte delle stelle di piccola e grande massa. I resti delle stelle: nane bianche e limite di Chandrasekhar, le stelle di neutroni, le pulsars. Elementi essenziali sui buchi neri e di Relativita’ Generale. Cenni su stelle binarie compatte interagenti e trasferimento di massa. Cenni su stelle binarie compatte interagenti e trasferimento di massa. Basi di evoluzione di sistemi binari stretti con componente compatta. Stelle nove. Supernovae Ia. Binarie a raggi X. La Galassia Via Lattea: struttura, cinematica. La sequenza di Hubble e cenni sull’evoluzione delle galassie. Le galassie attive. Cenni di Cosmologia.

Course Syllabus

The following areas are examined: - The celestial sphere and elements of celestial mechanics. Elements of Special Relativity. Electromagnetic spectrum. Basics of non-thermal emission mechanisms: Synchrotron, Inverse Compton, Self-Synchrotron Compton. The interaction between light and matter. Essentials of telescopes. - A brief, general view of the Solar System. The planets, the minor bodies. Tidal forces. Atmospheres. The formation of planetary systems. - Several kinds of multiple star systems, measurement of star parameters. Lines in stellar spectra and classification. The Hertzsprung-Russell diagram. The inside of the stars, the source of energy. The Sun. From interstellar matter to stars, stellar clusters, basics of pulsating stars. Evolution and death of small and large mass stars. Stellar Remnants: white dwarfs and the Chandrasekhar limit, neutron stars, pulsars. Black holes and essentials of General Relativity. Elements of compact, interacting binary stars and mass transfer. The evolutionary essentials of tight binary systems where one component is a compact object. Novae. Supernovae Ia. X-ray binaries. - The Milky Way Galaxy: structure, kinematics. The Hubble sequence and galaxy evolution. Active galaxies. Basics of Cosmology.