Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
ASTRONOMIA
Insegnamento
ASTROFISICA DELLE ALTE ENERGIE
SCN1032610, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2016/17

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
ASTRONOMIA
SC1173, ordinamento 2010/11, A.A. 2017/18
N0
porta questa
pagina con te
Curriculum ASTRONOMIA [001PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese HIGH ENERGY ASTROPHYSICS
Sito della struttura didattica http://astronomia.scienze.unipd.it/2017/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile ALBERTO FRANCESCHINI FIS/05

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Astronomico-osservativo sperimentale FIS/05 6.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso II Anno
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
LEZIONE 6.0 48 102.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 02/10/2017
Fine attività didattiche 19/01/2018

Syllabus
Prerequisiti: I corsi fondamentali del I anno Laurea Magistrale in Astronomia
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenze estese dei vari capitoli, inclusi gli aspetti osservativi della disciplina
Modalita' di esame: Discussione orale
Criteri di valutazione: Conoscenze dimostrate dei vari argomenti sotto elencati e capacita' di comprendere le connessioni tra loro.
Contenuti: FONDAMENTI DI ELETTRODINAMICA CLASSICA: Elettromagnetismo nel limite classico. Onde elettromagnetiche. Relazione tra cariche elettriche e campi di radiazione (radiazioni da cariche in moto, potenziali di Lienard-Wiekert, equazioni fondamentali, Larmor, emissione di dipolo, contributi multipolo, spettro di radiazione).
RADIAZIONE BREHMSSTRALUNG: Limite classico, contributo del dipolo elettrico. Fattore di Gaunt. Bremsstrahlung termica. Raffreddamento di plasmi per emissione di free-free. Trasporto radiativo e auto-assorbimento Bremsstrahlung. Bremsstrahlung non-termico e relativistico. Applicazioni di emissione di free-free termico in plasmi astrofisici.
DINAMICA DEL GAS ED EFFETTI SUL PLASMA: Fondamenti di idrodinamica. Equazioni generali e leggi di conservazione. Flussi stazionari isotermi ed adiabatici. Onde sonore. Collisioni tra particelle nei plasmi. Trasferimento di momento tra particelle: viscosita'. Trasferimento di energia e conduzione di calore. Onde d'urto. Effetti del campo magnetico.
PLASMI CALDI IN GALASSIE ED AMMASSI: Parametri fisici fondamentali. Tempi scala di termalizzazione. Conduzione di calore. Effetti del campo magnetico. Meccanismi di ionizzazione. Ionizzazione collisionale. Righe di emissione. Abbondanze di metalli nel plasma. Modelli di distribuzione dei plasmi. Meccanismi di raffreddamento e riscaldamento. Plasma tra ammassi.
RADIAZIONE DI SINCROTRONE: Cariche in campi magnetici. Potenza dell'emissione di sincrotrone. Aberrazione, beaming, distribuzione angolare della radiazione. Spettro di sincrotrone di un singolo impulso e suo spettro. Transizione da spettro di ciclotrone a sincrotrone. Emissione da una distribuzione di elettroni non termica. Trattamento completo. Auto-assorbimento di sincrotrone e cutoff spettrale. Polarizzazione di sincrotrone. Limiti di validita'. Perdite di energia elettronica ed evoluzione spettrale del sincrotrone. Radio-galassie e loro emissione di sincrotrone. Energetica dell'emissione di sincrotrone delle radio galassie. Nuclei galattici attivi radio-quiet: quasars e galassie di Seyfert.
RAGGI COSMICI: proprieta' osservate dei raggi cosmici. Meccanismi di accelerazione di Fermi del primo e del secondo ordine.
EMISSIONE DI COMPTON INVERSO: Scattering di elettroni. Effetti quantistici: Klein-Nishina cross-section. Scattering Compton e Compton inverso. Potenza di emissione da un singolo scattering. Emissione da molte particelle. Effetto di scattering multiplo sull'IC (parametro Compton, distorsioni spettrali, la distribuzione di Bose-Einstein, effetto termico e cinetico Sunyaev–Zeldovich). Emissione nei raggi-X di AGN da Comptonizzazione termica. Riflessione Compton. Schema unificato degli AGN e background dei raggi-X. Il fenomeno BLAZAR. Produzione di Compton inverso da fotoni di altissima energia: emissione Synchrotron-Self Compton e External Compton. Boosting Doppler. Moti super-luminali.
PROCESSI DI ACCRESCIMENTO: Parametro di compattezza. Limite di Eddington. Regimi critici di accresimento. Accrescimento di Bondi e a simmetria sferica. Accrescimento in sistemi binari. Viscosita' del plasma nei dischi. Accrescimento sottile in dischi. Test osservativi. Accrescimento in AGN.
PROPAGAZIONE DI RADIAZIONE IN PLASMI: Propagazione di onde elettromagnetiche attraverso i plasmi. Propagazione attraverso campi magnetici: la rotazione Faraday. Radiazione Cherenkov. Produzione di coppie elettrone-positrone (in plasmi termici e non-termici).
ASTRONOMIA CHERENKOV: tecniche di rilevazione. Docce atmosferiche. Imaging delle docce. Strumentazione. Cielo extragalattico delle VHE.
OPACITA' FOTONE-FOTONE E PARTICELLA-FOTONE: Radiazioni e densita` di energia del fondo extragalattico. Opacita' fotonica, applicazioni a osservazioni.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali ed esercitazioni
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Dispense del docente e libri
Testi di riferimento:
  • Frenk King Raine, Accretion Power in Astrophysics. --: --, --.
  • Longair, High Energy Astrophysics. --: --, --. Cerca nel catalogo
  • Sarazin, X-ray emission from clusters of galaxies. --: Review of Modern Physics 58, 1, --. Cerca nel catalogo
  • M. Vietri, Astrofisica delle Alte Energie. --: Feltrinelli, 2006. Cerca nel catalogo
  • Ribicki & Lightman, Radiative processes in astrophysics. --: Wiley, 2008.