Preskoči na glavno vsebino

Teoretična astrofizika

2020/2021
Program:
Univerzitetni študijski program 1. stopnje Fizika
Smer:
Meteorologija
Letnik:
3 letnik
Semester:
drugi
Vrsta:
izbirni
ECTS:
5
Jezik:
slovenski
Nosilec predmeta:
Ure na teden – 2. semester:
Predavanja
3
Seminar
0
Vaje
1
Laboratorij
0
Vsebina

Pregled glavnih mehanizmov astrofizike zvezd: uvod, povezava z drugimi vejami fizike, osnovne lastnosti zvezd, časovne skale, hidrostatično ravnovesje in virialni teorem, proizvodnja, transport in ohranitev energije.
Lastnosti snovi v zvezdah: idealni plin, fotonski plin, opis mešanice idealnih plinov in fotonskega plina, degenerirana snov, snov pri visokih temperaturah, ionizacija in Sahova enačba.
Enačbe zvezdne strukture: Izpeljava enačb zvezdne strukture. Hidrostatično ravnovesje in primer politropnih zvezdnih modelov: splošne lastnosti politropnih modelov in nekateri primeri njihove uporabnosti, npr. Chandrasekharjeva masa. Termodinamsko ravnovesje, lokalna in globalna ohranitev energije, prenos energije v zvezdah s sevanjem, konvekcijo in kondukcijo, masni absorpcijski koeficient, Rosselandovo povprečje. Primeri reševanja enačb zvezdne strukture v UV ravnini. Stabilnost zvezd.
Opis sevalnega polja: enačba sevalnega prenosa energije in nekatere njene rešitve. Optično redki in optično gosti sevalci, sevanje črnega telesa in transport energije v približku lokalnega termodinamskega ravnovesja, nastanek in lastnosti spektralnih črt v atmosferah zvezd.
Jedrske reakcije v zvezdah: hitrost jedrskih reakcij in nukleosinteza v zvezdah.
Razvoj zvezd: nastanek zvezd in Jeansov kriterij, vstop na glavno vejo Hertzsprung-Russellovega diagrama in Hayashijeva linija, opis glavne veje, zapuščanje glavne veje in vžig helija, razvoj po glavni veji, končna stanja zvezd: kompaktne zvezde in črne luknje.
Visoko-energijska astrofizika: eksplozije supernov, izbruhi sevanja gama, pulzarji, astrofizika plazme, sinhrotronsko sevanje, pospeševanje delcev, nevtrini in kozmični delci.

Temeljni literatura in viri

A.R. Choudhuri: Astrophysics for Physicists, Cambridge University Press 2010.
D. Prialnik: An Introduction to the Theory of Stellar Structure and Evolution, Cambridge University Press 2010.
R. Kippenhahn, A. Weigert: Stellar Structure and Evolution, Springer-Verlag 1994.
B.W. Carroll, D.A. Ostlie: Introduction to Modern Astrophysics, Addison-Wesley 1996.

Cilji in kompetence

Pregled in uporaba fizikalnega znanja za opis zvezd in osnov visoko-energijske astrofizike.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje
Razumevanje fizikalnih mehanizmov, ki so odgovorni za nastanek, strukturo in merljive lastnosti zvezd. Razumevanje stabilnosti, razvoja in končnih stanj zvezd.
Uporaba
Metode in rezultati zvezdne astrofizike so osnova za razumevanje Sonca in populacije zvezd v Galaksiji.
Refleksija
Refleksija o sodobnem vedenju o zvezdah in vesolju ter o pomenu Sonca za nas.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Uporaba fizikalnih metod pri opisu zvezd. Modeliranje in pomen pravilne izbire ključnih mehanizmov in parametrov za uporabnost in interpretacijo modela.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, računske vaje,  projektne naloge in konzultacije.

Načini ocenjevanja

Ocena iz projektnih nalog in kolokvijev/pisnega izpita
Ocena iz ustnega izpita
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca

prof. dr. T. Zwitter:
1. KOS, Janez, ZWITTER, Tomaž, et al. Pseudo-three-dimensional maps of the diffuse interstellar band at 862 nm. Science, ISSN 1095-9203, 15. avgust 2014, vol. 345, no. 6198, str. 791-795. http://www.sciencemag.org/content/345/6198/791.full.pdf, http://www.sciencemag.org/content/suppl/2014/08/13/345.6198.791.DC1/Kos.SM.pdf. [COBISS-SI-ID 473217], [JCR, SNIP, Scopus do 1. 10. 2014: št. citatov (TC): 0, čistih citatov (CI): 0, normirano št. čistih citatov (NC): 0]
2. ŽERJAL, Maruška, ZWITTER, Tomaž, MATIJEVIČ, Gal, et al. Chromospherically active stars in the RAdial Velocity Experiment (RAVE) Survey : I. The catalog. The Astrophysical journal, ISSN 0004-637X, 2013, vol. 776, issue 2, article id. 127, str. 1-12. http://iopscience.iop.org/0004-637X/776/2/127/pdf/0004-637X_776_2_127.pdf. [COBISS-SI-ID 418945],
3. KOS, Janez, ZWITTER, Tomaž, et al. Diffuse interstellar band at 8620 Å in RAVE : a new method for detecting the diffuse interstellar band in spectra of cool stars. The Astrophysical journal, ISSN 0004-637X, 2013, vol. 778, issue 2, article id. 86, str. 1-11. http://iopscience.iop.org/0004-637X/778/2/86/pdf/0004-637X_778_2_86.pdf. [COBISS-SI-ID 421249]
4. ZWITTER, Tomaž, MATIJEVIČ, Gal, et al. Distance determination for RAVE stars using stellar models : II. most likely values assuming a standard stellar evolution scenario. Astronomy & astrophysics, ISSN 0004-6361, 2010, let. 522, št. A54, str. 1-15. [COBISS-SI-ID 363905]
5. ZWITTER, Tomaž, RE FIORENTIN, Paola, MATIJEVIČ, Gal, VIDRIH, Simon, et al. The radial velocity experiment (RAVE): second data release. The Astronomical journal, ISSN 0004-6256, 2008, let. 136, št. 1, str. 421-451. [COBISS-SI-ID 309377]