Astrofisica nucleare relativistica 2

A.A. 2016/2017
Insegnamento per
6
Crediti massimi
48
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Lo studio dell'Astrofisica Stellare è fondamentale per tutti gli studenti interessati a tematiche astrofisiche, cosmologiche o astroparticellari. La natura interdisciplinare di tale studio, inoltre, che collega intimamente le proprietà subatomiche della materia a quelle macroscopiche dell'oggetto stellare, lo rende istruttivo per tutti gli studenti con interessi teorici.
Il corso si divide in due moduli: il primo, di interesse generale per lo studio della struttura ed evoluzione stellare, sviluppa in dettaglio quei principi fisici che sono alla base della stabilità dei corpi autogravitanti in varie condizioni di temperatura e densità. Il secondo studia la formazione e le proprietà delle 'stelle compatte' (stadi finali dell'evoluzione stellare), mettendo in risalto il legame fra le proprietà microscopiche della materia super-densa di cui sono costituite ed i fenomeni macroscopici molto esotici ed energetici che vengono osservati.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Programma
Nane Bianche: Introduzione, fenomenologia ed osservazioni - Predizioni teoriche con la teoria dei politropi - Massa limite di Chandrasekhar - Correzioni al modello: sequenze di nane bianche - Raffreddamento radiativi delle nane bianche.
Esplosioni di Supernova: Introduzione, fenomenologia ed osservazioni - Cenni alle supernovae di tipo Ia - Supernovae di tipo II: descrizione delle diverse fasi del collasso gravitazionale e dell'esplosione - Il caso di SN1987A: osservazioni e teoria - Collasso gravitazionale: fotodissociazione di nuclei e cattura elettronica - Intrappolamento dei neutrini e collasso omologo: equazioni del collasso e variazioni di entropia - Punto sonico e formazione dell'onda d'urto: le equazioni di Hugoniot - Propagazione dell'onda d'urto e meccanismi di esplosione.
Stelle di Neutroni e Pulsars: Introduzione, fenomenologia ed osservazioni - Equazioni di TOV in relatività generale e massa limite - Raggi e masse delle stelle di neutroni e dipendenza all'equazione di stato - Struttura radiale e regimi della materia densa: core, crosta e superficie - Emissione di neutrini dal core, raffreddamento delle stelle di neutroni e temperature superficiali - Superfluidità nucleare: effetti sul calore specifico e sui tempi di raffreddamento osservabili - Introduzione alle pulsars: proprietà osservabili della radiazione emessa e loro interpretazione - Il modello del dipolo ruotante per le pulsars - Glitches nel periodo di rotazione e modello a due componenti - Proprietà rotazionali di un superfluido: irrotazionalità, formazione di vortici e pinning dei vortici sui nuclei come modello per i glitches.
Astrofisica in banda X e : Cenni alle sorgenti X contenenti oggetti compatti: sorgenti binarie in accrescimento, millisecond X-ray pulsars, magnetars, RRATs - Cenni ai Gamma Ray Bursts - Stelle compatte ed emissione di onde gravitazionali.
Prerequisiti e modalità di esame
Il corso non ha prerequisiti particolari, se non conoscenze di base di fisica classica, meccanica quantistica e relatività ristretta, ed i vari argomenti saranno introdotti e sviluppati in maniera consistente all'interno del corso.
L'esame consiste in una discussione orale che verte sugli argomenti trattati nel corso
Metodi didattici
Modalità di frequenza:
Fortemente consigliata;
Modalità di erogazione:
Tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
- A.C. Phillips: The Physics of Stars (Wiley Interscience, 1999)
- D. Prialnik: An Introduction to the Theory of Stellar Structure and Evolution (Cambridge University Press, 2000)
- S.L. Shapiro and S.A. Teukolsky: Black Holes, White Dwarfs, and Neutron Stars: the Physics of Compact Objects (Wiley Interscience, 1983)
- D.D. Clayton: Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis (The University of Chicago Press, 1983)
- J.N. Bahcall: Neutrino Astrophysic (Cambridge University Press, 1990)
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
tutti i giorni (su appuntamento)
Dipartimento di Fisica - Sezione di Fisica Teorica - Studio DC/1/28