Opazovalne metode v astrofiziki

2022/2023
Program:
Magistrski študijski program 2. stopnje Fizika
Smer:
Astrofizika
Letnik:
1. in 2. letnik
Semester:
prvi
Vrsta:
obvezni
ECTS:
8
Jezik:
slovenski
Nosilec predmeta:
Izvajalec (kontaktna oseba):
Ure na teden – 1. semester:
Predavanja
3
Seminar
0
Vaje
2
Laboratorij
0
Pogoji za vključitev v delo oz. za opravljanje študijskih obveznosti

Vpis v letnik študija. Priporočeno je predhodno poslušanje Astronomije I in Opazovalne astrofizike s 1. stopnje bolonjskega študija fizike. Opravljene pisne obveznosti so pogoj za pristop k ustnemu izpitu.

Vsebina

Detekcija: vidna in infrardeča svetloba: sodobni razvoj digitalnih detektorjev, sodobni razvoj teleskopov, viri šuma in njihovo obvladovanje, detekcija fotonov zunaj vidnega območja, detekcija kozmičnih žarkov in nevtrinov.
Metode direktnega slikanja: nastanek slike, fotometrija, interferometrija, radarsko slikanje, prezentacija in formati zapisa elektronskih slik.
Spektroskopija: tipi spektrografov in njihove lastnosti s stališča uporabnika, spektroskopija zunaj območja vidne svetlobe, optimalna ekstrakcija signala, kalibracije in standardni načini prezentacije opazovanj, viri šuma in pogoste sistematične napake.
Druge metode: astrometrija, polarimetrija, opazovanje Sonca, magnetometrija, virtualni teleskopi in baze podatkov.
Interpretacija astrofizikalnih spektrov: metode minimalne razdalje in njihove omejitve, alternativne metode, programski paketi za izračun spektrov zvezd in megličastih objektov, primeri interpretacij spektrov običajnih zvezd, dvojnih zvezd, meglic, zvezdnih vetrov, galaksij in aktivnih galaktičnih jeder.

Temeljni literatura in viri

• D. F. Gray: The Observation and Analysis of stellar atmospheres, Cambridge Univ. Press, 3rd edition, 2008
• H. Bradt: Astronomy Methods, Cambridge Univ. Press, 2004,
• P. Lena, et al.: Observational Astrophysics, Springer-Verlag, 3rd edition, 2012,
• C. R. Kitchin: Astrophysical Techniques, Taylor and Francis, 2003.

Cilji in kompetence

Cilji:

Študent spozna najnovejše opazovalne metode in obdelavo tako zajetih podatkov v astrofiziki. Z obravnavo praktičnih primerov študent pridobiva izkušnje na področju.
Kompetence:
Predmetno specifične kompetence: Kritično vrednotenje možnosti določanja posameznih astrofizikalnih parametrov opazovanega objekta.

Predvideni študijski rezultati

Znanje in razumevanje
Razumevanje posameznih opazovalnih metod in njihovega sodobnega razvoja. Razumevanje zanesljivosti njihovih rezultatov, problemov degeneracij rešitev. Znanje standardnih načinov obdelave (zlasti) spektroskopskih podatkov.

Uporaba
Pridobljeno znanje omogoči kritično vrednotenje rezultatov v literaturi in vključitev v raziskovalno delo, zlasti na področju spektroskopije, ki je danes vir velike večine fizikalnih informacij o vesoljskih objektih.
Refleksija
Le meritve lahko ločijo med možnimi in dejanskimi svetovi. Dobro poznavanje opazovalnih metod in njihovih omejitev omogoča kritično vrednotenje rezultatov.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Izkušnje z degeneracijami rešitev, ki so močno prisotne v interpretaciji spektroskopskih rezultatov, koristijo pri obravnavi rešitev obratnega problema za druge močno nelinearne sisteme. Poznavanje tehnik obdelave digitalnih slik in spektrov in njihovega fizikalnega ozadja ima široko uporabo.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, vaje, seminar, individualne naloge, konzultacije

Načini ocenjevanja

pisni izpit in/ali seminar med letom
ustni izpit
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Reference nosilca

dr. Janez Kos:
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 , [COBISS-SI-ID 473217]
2. KOS, Janez, ZWITTER, Tomaž, ČOTAR, Klemen, et al. Discovery of a 21 Myr old stellar population in the Orion complex. Astronomy & astrophysics, ISSN 1432-0746, let. 631, november 2019, a166, str. 1-7. https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2019/11/aa34710-18.pdf, doi: 10.1051/0004-6361/201834710. [COBISS-SI-ID 932993]
3. KOS, Janez, ZWITTER, Tomaž, et al. Holistic spectroscopy : complete reconstruction of a wide-field, multiobject spectroscopic image using a photonic comb. Monthly notices of the Royal Astronomical Society, ISSN 1365-2966, November 2018, vol. 480, issue 4, str. 5475-5494. https://academic.oup.com/mnras/article-pdf/480/4/5475/25636822/sty2175.pdf, doi: 10.1093/mnras/sty2175. [COBISS-SI-ID 890497]
4. KOS, Janez, TRAVEN, Gregor, ZWITTER, Tomaž, et al. The GALAH survey : chemical tagging of star clusters and new members in the Pleiades. Monthly notices of the Royal Astronomical Society, ISSN 1365-2966, February 2018, vol. 473, issue 4, str. 4612-4633. https://academic.oup.com/mnras/article-pdf/473/4/4612/21907260/stx2637.pdf, doi: 10.1093/mnras/stx2637. [COBISS-SI-ID 849281]
5. BUDER, Sven, KOS, Janez, ZWITTER, Tomaž, ČOTAR, Klemen, TRAVEN, Gregor, et al. The GALAH survey : an abundance, age, and kinematic inventoryof the solar neighbourhood made with TGAS. Astronomy & astrophysics, ISSN 1432-0746, let. 624, april 2019, a19, str. 1-30. https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2019/04/aa33218-18.pdf, doi: 10.1051/0004-6361/201833218. [COBISS-SI-ID 909185]