00057 - ASTRONOMIA

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente acquisisce gli elementi di base concernenti la conoscenza della Terra, del Sistema Solare, delle Stelle e della Galassia, nonché le nozioni indispensabili alla descrizione dei moti orbitali (problema dei due corpi) e all'osservazione astronomica, quali la determinazione della posizione degli oggetti cosmici, della loro distanza e la misura della radiazione emessa.

Programma/Contenuti

PROGRAMMA DI STUDIO

- Cenni di trigonometria sferica. I sistemi di coordinate astronomiche. Moti apparenti dei corpi celesti. Perturbazioni delle coordinate. Il tempo e la sua misura. Le costellazioni.
- Il moto dei corpi celesti. Il problema dei due corpi. Le leggi di Keplero. Cenni al problema degli N-corpi.
- La Terra. Le zone climatiche, le stagioni, le eclissi. Forze mareali.
- Il Sistema Solare. La Luna. Il moto dei pianeti. Pianeti interni. Pianeti esterni. Corpi minori. Origine del Sistema Solare.
- Radiazione da oggetti astronomici. Definizioni. Luminosità. Flusso. Brillanza superficiale. Spettri. Magnitudini apparenti e assolute. Indici di colore. Estinzione.
- Introduzione alla radiazione di corpo nero. Legge di Planck. Legge di Wien. Legge di Stefan-Boltzmann.
- Introduzione ai processi atomici. Struttura atomica. Transizioni elettroniche. Righe spettrali.
- Classificazione spettrale delle stelle. Diagramma di Hertzsprung-Russell.
- Il Sole. Struttura. Produzione e trasporto di energia. Influenza del Sole sulla Terra.
- Stelle binarie. Classificazione. Stima delle masse. La relazione massa - luminosità.
- Cenni sul significato evolutivo del diagramma H-R.
- Stelle variabili.
- Ammassi e popolazioni stellari.
- Pianeti extrasolari: metodi di scoperta e proprietà osservate.
- La nostra Galassia. Struttura e componenti. Curva di rotazione. Materia oscura.
- La scala delle distanze cosmiche

PROGRAMMA DELLE ESERCITAZIONI/ESERCIZI

All'interno del corso è inserito un modulo di esercitazioni in cui gli studenti applicano i metodi appresi nelle lezioni frontali a problemi di stima di distanze astronomiche e proprietà di oggetti astrofisici.

Testi/Bibliografia

Karttunen H. et al., "Fundamental Astronomy", Springer Verlag.

ARGOMENTI DA STUDIARE NEL TESTO “FUNDAMENTAL ASTRONOMY”

1. Introduction 1.1 The Role of Astronomy. 1.2 Astronomical Objects of Research. 1.3 The Scale of the Universe . 2. Spherical Astronomy. 2.1 Spherical Trigonometry (CENNI). 2.2 The Earth. 2.3 The Celestial Sphere. 2.4 The Horizontal System. 2.5 The Equatorial System. 2.7 The Ecliptic System. 2.8 The Galactic Coordinates. 2.9 Perturbations of Coordinates. 2.10 Positional Astronomy. 2.11 Constellations. 2.12 Star Catalogues and Maps. 2.13 Sidereal and Solar Time. 2.14 Astronomical Time Systems. 2.15 Calendars (NO Reduction of coordinates). 4. Photometric Concepts and Magnitudes. 4.1 Intensity, Flux Density and Luminosity. 4.2 Apparent Magnitudes. 4.3 Magnitude Systems. 4.4 Absolute Magnitudes. 4.5 Extinction and Optical Thickness. 5. Radiation Mechanisms 5.1 Radiation of Atoms and Molecules. 5.2 The Hydrogen Atom. 5.4 Quantum Numbers, Selection Rules, Population Numbers. 5.6 Continuous Spectra. 5.7 Blackbody Radiation. 5.8 Temperatures. 6. Celestial Mechanics. 6.1 Equations of Motion (dispensa). 6.2 Solution of the Equation of Motion (dispensa). 6.3 Equation of the Orbit and Kepler’s First Law (dispensa). 6.4 Orbital Elements CENNI. 6.5 Kepler’s Second and Third Law (vedere dispensa). 6.6 Systems of Several Bodies CENNI. 6.9 Escape Velocity (dispensa). 6.11 The Jeans Limit (dimostrazione in slide). 7. The Solar System. 7.1 Planetary Configurations. 7.2 Orbit of the Earth and Visibility of the Sun. 7.3 The Orbit of the Moon (Tides: dispensa). 7.4 Eclipses and Occultations. 7.5 The Structure and Surfaces of Planets. 7.6 Atmospheres and Magnetospheres. 7.7 Albedos (CENNI). 7.9 Thermal Radiation of the Planets. 7.10 Mercury. 7.11 Venus. 7.12 The Earth and the Moon. 7.13 Mars. 7.14 Jupiter. 7.15 Saturn. 7.16 Uranus and Neptune. 7.17 Minor Bodies of the Solar System. 7.18 Origin of the Solar System. 8. Stellar Spectra. 8.1 Measuring Spectra. 8.2 The Harvard Spectral Classification. 8.3 The Yerkes Spectral Classification. 8.4 Peculiar Spectra. 8.5 The Hertzsprung--Russell Diagram. 8.6 Model Atmospheres (CENNI). 8.7 What Do the Observations Tell Us? 9. Binary Stars and Stellar Masses. 9.1 Visual Binaries. 9.2 Astrometric Binary Stars. 9.3 Spectroscopic Binaries. 9.4 Photometric Binary Stars. 12. The Sun. 12.1 Internal Structure. 12.2 The Atmosphere. 12.3 Solar Activity. 13. Variable Stars. 13.1 Classification. 13.2 Pulsating Variables. 13.3 Eruptive Variables. 16. Star Clusters and Associations. 16.1 Associations. 16.2 Open Star Clusters. 16.3 Globular Star Clusters. 17. The Milky Way. 17.1 Methods of Distance Measurement. 17.3 The Rotation of the Milky Way. 17.4 Structural Components of the Milky Way. 17.5 The Formation and Evolution of the Milky Way.

N.B.: Le diapositive mostrate durante il corso verranno rese disponibili tramite AMS Campus e potranno essere usate come guida del livello di approfondimento richiesto per ogni argomento e come integrazione nei casi in cui il testo non sia sufficiente (es. pianeti extrasolari).

Metodi didattici

Le lezioni sono frontali e sono svolte utilizzando sia le diapositive (come supporto visivo) sia la lavagna tradizionale per le dimostrazioni, gli esempi e gli esercizi.

Modalità di verifica dell'apprendimento

Gli esami sono orali (anche per il modulo di esercitazioni). Durante gli esami vengono fatte almeno tre domande per verificare l'apprendimento e la capacità dello studente di collegare tra loro in modo coerente i diversi argomenti del corso e delle esercitazioni.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna tradizionale. Proiettore per presentazioni da computer.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Cimatti

Consulta il sito web di Michele Ennio Maria Moresco