Il corso si propone di fornire le basi per la comprensione dei principali aspetti della ricerca contemporanea in astronomia e astrofisica delle alte energie, dalla rivelazione del segnale alla comprensione delle proprietà di sorgenti astrofisiche, con particolare attenzione alla banda dei raggi X.
Prerequisiti
Corsi di Fisica Generale I ed Elettromagnetismo; nozioni di Astronomia generale (consigliato il Corso di Introduzione all'Astronomia).
Metodi didattici
Lezioni frontali. Sarà possibile svolgere alcune esercitazioni al calcolatore (6-8 ore) dedicate all'analisi di dati raccolti dall'osservatorio spaziale XMM-Newton.
Verifica Apprendimento
Esame orale. Presentazione (circa 15 minuti) di un argomento a scelta fra i temi trattati nel corso, eventualmente approfondito. Colloquio su argomenti nonaffrontati nella prima parte dell'esame.
Testi
F.D. Seward, P.A. Charles, Exploring the X-ray universe, Cambridge University Press, 2010
A. Siemiginowska, K. Arnaud, Handbook of X-ray astronomy, Cambridge University Press
W. R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiment. Springer-Verlag Berlin
M. Longair, High energy astrophysics 3rd edition, Cambridge University Press, 2011
H. Bradt, Astrophysics Processes, Cambridge University Press, 2008
H. Bradt, Astronomy Methods, Cambridge University Press, 2004
W. Heitler, The Quantum Theory Of Radiation, Dover Publications, Inc., 2003 G.B. Rybicki and A.P. Lightman, Radiative Processes in Astrophysics, John Wiley & Sons, 2004
Articoli e dispense proposti dal docente
Contenuti
Astronomia multilunghezze d’onda. Interazione radiazione-materia. Effetto fotoelettrico. Interazione particelle cariche-materia: stopping power. Equazione del trasporto radiativo. Radiazione di Bremsstrahlung. Radiazione di sincrotrone. Scattering Compton, Compton inverso e Comptonizzazione. Produzione di coppie e assorbimento dei fotoni. Emissione di riga. Shock astrofisici. Rivelatori per astronomia in banda X. Ottiche per astronomia in banda X. Missioni per astronomia X. Fenomenologia di sorgenti astrofisiche di raggi X: stelle di piccola massa; stelle di grande massa; supernovae; resti di supernova; stelle di neutroni isolate; sistemi binari in accrescimento; nuclei galattici attivi; ammassi di galassie; radiazione di fondo isotropa in banda X; lampi di raggi gamma. Fisica fondamentale in ambiente astrofisico. È possibile organizzare una breve serie di esercitazioni al calcolatore dedicate ad una introduzione all’analisi di osservazioni in banda X: l’osservatorio XMM-Newton dell’ESA e i suoi dati; analisi di immagini; analisi di serie temporali; analisi di spettri in energia.
