ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| FISICA STELLARE | FIS/05 | LEZIONI | 54 |
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Il corso si prefigge di fornire gli strumenti per la comprensione delle caratteristiche delle stelle nelle diverse fasi evolutive osservate nella nostra Galassia e nella galassie esterne. Per far cio' si analizzeranno innanzitutto i meccanismi fisici in gioco nelle strutture stellari, ci concentremo poi sulla storia evolutiva di stelle di diversa massa e sulle caratteristiche degli ammassi stellari e delle stelle di campo per riunire tutto nel quadro dell'evoluzione delle galassie ospiti.
The student who successfully completes the course will acquire an advanced knowledge of the main topics related to stellar structure and evolution. Thus she/he will have the right competence to develop a diploma thesis in this field.
During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her knowledge of the course material.
Methods:
The student who successfully completes the course will acquire an advanced knowledge of the main topics related to stellar structure and evolution. Thus she/he will have the right competence to develop a diploma thesis in this field.
During the final oral exam the commitee verify the acquisition of the basic knowledges needed to start a research work in the stellar physics field.
The student will acquire the theoretical knowledges in stellar physics needed to starting a research work (e.g. a diploma thesis) in this field.
The discussion during the oral exam is also devoted to verify the student's ability in understanding one of the main topics of the present research in stellar physics, discussed during the course. The understanding of the main parts of one of the research papers whose reading will be suggested during the course will be also verified.
The students should have a basic knowledge of mechanics, thermodynamics and quantum mechanics. No previous astrophysics knowledges are needed.
Delivery: face to face
Learning activities:
Attendance: Advised
Teaching methods:
Strutture stellari: Il teorema del viriale e l'evoluzione delle strutture autogravitanti. Condizioni di equilibrio per le strutture stellari. Termodinamica di materia e radiazione in condizioni stellari. Meccanismi di trasporto radiativo.. Equazione di stato e degenerazione elettronica. Produzione di neutrini. Criteri e trattamento della convezione. Caso della convezione superadiabatica. Perdite di massa stellare e scambi di massa in sistemi stellari binari stretti.
Reazioni nucleari: sezione d'urto e risonanze. Il caso astrofisico: l'integrale ed il "picco" di Gamow. Reazioni nucleari di interesse astrofisico: dalla fusione di H alla produzione di ferro.
Procedure di calcolo di modelli stellari: il metodo del fitting ed il metodo di Henyey.
Caratteristiche evolutive e strutturali di stelle al progredire delle fasi di combustione nucleare: combustione dell' H, dell' He , fasi evolutive avanzate. Evoluzione finale delle stelle in dipendenza dalla loro massa e composizione chimica. Sequenze di raffreddamento e cristallizzazione delle nane bianche. Nane nere e nane
brune. Evoluzione di sistemi binari stretti. Riscontri osservativi. Nucleosintesi stellare. Contributo dei processi di neutronizzazione (lenta e veloce) all'evoluzione nucleare.
Fasi esplosive: i progenitori di supernovae e la nucleosintesi esplosiva. Supernovae da deflagrazione del carbonio, da cattura elettronica, da fotodisintegrazione del ferro e da produzione di coppie. Supernovae da "merging" gravitazionale.
La galassia e le popolazioni stellari. Evidenze di evoluzione nucleare. Generalizzazione del concetto di popolazione stellare alle galassie esterne.
Ammassi stellari e criteri interpretativi. L'elio cosmologico e l'eta' dell'universo. Il problema del secondo parametro. L'approccio di "colore integrato" e sue relazioni con l'astrofisica delle galassie esterne.Cenni su modelli galattici per conteggi stellari
Interazioni tra fisica stellare e fisica delle particelle: il problema dei neutrini solari, limiti astrofisici a proprieta' non standard di particelle, emissioni di neutrini da supernovae di tipo II
Meccanismi di variabilità e l'uso delle stelle variabili come candele standard. Instabilita' per pulsazioni e sue relazioni con i parametri evolutivi. Le variabili tipo RR Lyrae. Uso delle pulsazioni nella decodificazione evolutiva. La dicotomia di "Oosterhoff".
General introduction about stars in the Universe. Physical mechanisms in stars: Equation of State of the Stellar Matter, Opacity, nuclear energy generation, neutron captures. Stellar nucleosynthesis. Equations of Stellar Structure. Star Formation and Early Evolution. The Hydrogen Burning Phase. The solar model. The Helium Burning Phase. The Advanced Evolutionary Phases. Analysis of stellar clusters: simple and composite stellar populations. Analysis of galactic fields.
Libri consigliati: Castellani “astrofisica stellare”, Rolfs & Rodney “Cauldrons in the Cosmos”, Salaris & Cassisi "Evolution of stars and stellar populations", piu' parti di altri libri indicati durante lo svolgimento del corso
Recommended reading includes the following works: Astrofisica stellare (autore: Vittorio Castellani), Cauldrons in the Cosmos (autori: C. E. Rolfs, W. S. Rodney), Evolution of stars and stellar populations (autori: M. Salaris, S. Cassisi)
Esame orale. La commissione è composta da almeno due persone e la durata dell'esame è di circa un ora. Vengono fatte in genere tre domande di cui la prima di base e le altre due più complesse. L'esame si intende superato se lo studente ha compreso i concetti di base discussi durante il corso.
The exam is only oral and consist of three questions about arguments treated during the course. Generally the first question is really basic whilenthe others two are more complex. The exam commitee is composed of at least two people and the exam duration is general about one hour. The exam is passed if the students is able to answer basic questions about the arguments of the course.
