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 non affrontati 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.
