Interni stellari: equilibrio idrostatico, equazione di stato, opacità, media di Rosseland, reazioni termonucleari, convezione, mixing length. Modello solare standard, astrofisica dei neutrini, oscillazioni solari. Atmosfere stellari. Trasporto radiativo, l’atmsofera grigia. Equazione di Saha-Boltzmann. Masse degli oggetti cosmici: limite di Eddington, massa di Chandrasekhar, massa minima di una stella, masse dei pianeti. Lobi di Roche. Dischi di accrescimento. Forze mareali.
E. Landi Degl'Innocenti, "Fisica Solare", Springer Italia.
E. Landi Degl'Innocenti, "Spettroscopia Atomica e Processi Radiativi", Springer Italia.
Per gli argomenti non trattati nei libri di cui sopra, sono disponibili le note del docente.
Obiettivi Formativi
Conoscenze fondamentali di astrofisica non relativistica.
Competenze di base del fisico relativamente all'astrofisica.
Capacità di elaborare modelli di oggetti astrofisici e verificarne la validità, di intuire analogie strutturali in contesti fenomenologici diversi
Prerequisiti
Corsi raccomandati: tutti i corsi della laurea triennale in Fisica e Astrofisica
Metodi Didattici
9 CFU, 80 ore di lezione frontale, fra cui circa 15 ore di esercitazioni.
Altre Informazioni
Orario di ricevimento studenti: Martedi', ore 16:30-17:30 (dopo la lezione).
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale.
Programma del corso
Fisica degli interni stellari: equilibrio idrostatico, equazione fondamentale della struttura stellare, stelle politropiche, equazione di Lane-Emden e sue conseguenze, equazione di stato per il plasma stellare, peso molecolare medio, concetti fondamentali di fisica del plasma, frequenza di plasma e lunghezza di Debye, esempio della ionosfera terrestre. Correzioni all'equazione di stato dovute all'interazione elettrostatica e alla degenerazione, reazioni termonucleari negli interni stellari, ciclo p-p e ciclo CNO, espressione delle rates nucleari secondo il modello di Gamow, effetto tunnel in approssimazione WKB. Equilibrio radiativo, soluzione dell’equazione del trasporto in approssimazione di diffusione, opacità, media di Rosseland, diffusione Thomson, transizioni libero-libero e legato-libero, equazioni di Kramers. Convezione, criterio di Schwarzschild per la stabilità convettiva degli interni stellari, gradiente adiabatico, frequenza di Brunt-Väisälä, correzioni al gradiente adiabatico dovute alla ionizzazione, termodinamica del gas idrogeno ionizzato, teoria della scala di rimescolamento (mixing length), equazioni cinetiche per le abbondanze degli elementi. Il modello solare standard, astrofisica dei neutrini, l'esperienza di Davis, modelli solari non-standard, altre esperienze di cattura neutrinica, cenni alle oscillazioni neutriniche. oscillazioni solari, onde in un mezzo stratificato in approssimazione di Cowling, modi p e modi g. Caratteristiche fondamentali dello spettro solare, classificazione degli spettri stellari di sequenza principale, Interpretazione degli spettri stellari, fattore di Boltzmann e fattore di Saha, Teoria delle atmosfere stellari, trasporto radiativo, profondità ottica, approssimazione di Eddinton-Barbier e sue conseguenze, atmsofera grigia in approssimazione di Eddington, oscuramento al bordo, modelli empirici delle atmosfere stellari. Coefficiente di assorbimento nelle atmosfere stellari, teoria classica della diffusione Thomson e Rayleigh, e dell’assorbimento atomico nelle righe spettrali, damping, effetto Doppler, funzione di Voigt, formazione di riga nel modello di Milne-Eddington, saturazione. Equazione di stato per un gas di elettroni degeneri, modello politropico di una stella degenere, massa di Chandrasekhar, raggio tipico delle stelle degeneri. Pulsar e loro proprietà, modello del dipolo ruotante per le stelle di neutroni, età, campo magnetico e magnetosfere delle pulsar. Problema dei tre corpi semplificato, lobi di Roche e punti Lagrangiani, loro stabilità. Forze mareali, effetti del Sole e della Luna sulla Terra. Dischi di accrescimento Kepleriani, pedita di momento angolare per effetti di viscosità, luminosità di un disco Kepleriano, modello dettagliato e viscosità turbolenta. Relazione massa-luminosità per le stelle di sequenza principale, limite di Eddington, massa minima di una stella. Rigidità della materia condensata, modello elementare dell’elasticità dei materiali, carico di rottura, masse dei pianeti.
Teoria delle binarie spettroscopiche e applicazioni all’osservazione di pianeti extra-solari.