Disciplina Curricular
Astrofísica Ast
Diploma de Estudos Avançados em Física - DEAF2006
Peso
6.0 (para cálculo da média)
Objectivos
Esta disciplina apresenta os princípios, conceitos e principais resultados (teóricos e observacionais) da astrofísica moderna nas áreas de “formação e evolução estelar” e “formação e evolução de galáxias” sendo dado maior ênfase ao primeiro tópico. Neste estudo será reforçada a compreensão dos fenómenos astrofísicos através da aplicação de conceitos fundamentais de física clássica e moderna. Os alunos, para além de adquirirem os fundamentos da astrofísica, serão capaz de interpretar os principais resultados da astrofísica observacional recorrendo aos conceitos fundamentais de física moderna adquiridos em outras unidades curriculares da MEFT (tais como Termodinâmica, Eletromagnetismo, Mecânica Analítica e Mecânica Quântica), assim como aplicar estes conceitos à resolução de novos problemas em astrofísica.
Programa
I. Introdução à Astronomia e Astrofísica (resumo): o espectro contínuo da luz estelar e a radiação do corpo negro; a interação luz - matéria; telescópios e astronomia observacional; parâmetros estelares. II. A atmosfera das estrelas: a classificação dos espectros estelares; formação de linhas espectrais; equações de Saha e Boltzmann; diagrama de Hertzprung - Russell; Atmosferas Estelares – descrição do campo de radiação; opacidade estelar; equação do transporte radiativo; modelos de atmosferas estelares. III. O interior das estrelas: equações de estrutura, equação estado e opacidade no interior estelar, equações de transporte de energia (radiação, convecção e condução), rede de equações de nucleossíntese estelar (cadeias protão – protão, ciclo carbono–azoto–oxigénio), modelos de estrutura do interior das estelas, a equação de lane-emden e os modelos politrópicos; a evolução das estrelas na sequencia principal. IV. O Sol: atmosfera e o interior do sol, o modelo standard solar, neutrinos solares, a equação do dínamo “magnético” solar, ciclo magnético solar, magnetismo em outras estrelas; V. O meio interestelar e a formação das estrelas: poeira e gás do meio interestelar, classificação das nuvens interestelares; formação de protoestrelas, critério de Jeans, teorema do virial, colapso gravitacional homologo, trajetória de Hayashi; evolução estelar na pré-sequência principal; VI. Pulsação estelar: observação de estrelas variáveis; relação período-luminosidade; classes de estrelas variáveis; equação das oscilações estelares lineares não radiais, a física das pulsações estelares; heliosismologia e astrosismologia (breve referência). VII. O destino das estrelas: evolução das estrelas (de pequena e grande massa) na pós-sequencia principal, evolução estelar com perda de massa, evolução das estrelas nas fases: sub-gigante, gigante vermelha e gigante vermelha assimptótica (incluindo o hélio flash, perda de massa e pulsos térmicos); populações estelares de tipo I, II e III e enxames de estrelas de tipo globular e aberto. VIII. O final da evolução estelar - estrelas compactas: anãs brancas, principio de exclusão de Pauli e degenerescência electrónica, limite de chandrasekhar, arrefecimento de anãs brancas, estrelas de neutrões, equação de estado e degenerescência de neutrões, modelos de estrelas de neutrões e pulsares. Buracos negros (breve referência). IX. Estrelas e galáxias no Universo: a Via Láctea - distribuição de estrelas, morfologia e cinemática da galáxia, o centro galáctico; a natureza das galáxias -- a sequência de Hubble, Galáxias espirais, elípticas e irregulares; evolução das galáxias -- formação e interação das galáxias (incluindo a contribuição da matéria escura). Breve referência às galáxias ativas.
Metodologia de avaliação
A avaliação da disciplina será feita por exame. Durante o semestre os alunos são convidados a realizarem séries de problemas que podem contar até um máximo 2 valores para a classificação da disciplina.