Estrellas de Neutrones, Agujeros Negros y Ondas Gravitacionales
Código: 44084 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| 4313861 Física de Altas Energias, Astrofísica y Cosmología/High Energy Physics, Astrophysics and Cosmology | OT | 0 |
Contacto
- Nombre:
- Daniele Vigano
- Correo electrónico:
- daniele.vigano@uab.cat
Equipo docente
- Miquel Nofrarias Serra
- Cristina Manuel Hidalgo
- Laura Tolos
- Diego Blas Temiño
- Michele Lenzi
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Se requiere un conocimiento básico de Astronomía y Física. Es aconsejable, pero no necesario, haber seguido el curso de Técnicas Observacionales. El curso de Astrofísica de Altas Energías es complementario a éste en algunos temas.
Objetivos y contextualización
Estrellas de Neutrones y Agujeros Negros son los remanentes extremos de la explosión de estrellas muy masivas. Su estudio desafía aspectos fundamentales de física nuclear, física del plasma, relatividad general, y representan las fuentes de todas las ondas gravitacionales detectadas hasta ahora, cuando están en sistemas binarios y colisionan. El curso apunta a lo siguiente:
- dar una visión amplia y básica de la población Galáctica conocida de Estrellas de Neutrones y Agujeros Negros, desde un punto de vista tanto observacional como teórico
- dar una introducción autocontenida a la física de las Ondas Gravitacionales, explicando el estado actual de las detecciones de coalescencias de objetos compactos, y el comienzo de la llamada era de la astronomía de multi-mensajeros
- proporcionar una visión interconectada de preguntas abiertas sobre objetos compactos, relacionadas con las incertezas de la física fundamental bajo condiciones extremas y con los sesgos observacionales que moldean la fenomenología
Competencias
- Conocer las bases de temas seleccionados de carácter avanzado en la frontera de la física de altas energías, astrofísica y cosmología, y aplicarlos consistentemente.
- Formular y abordar problemas físicos, tanto si son abiertos como si están mejor definidos, identificando los principios más relevantes y usando aproximaciones, si procede, para llegar a una solución que se ha de presentar explicitando las suposiciones y las aproximaciones.
Resultados de aprendizaje
- Entender los procesos físicos responsables para la emisión multi-banda de estrellas de neutrones de diferentes clases, y de los agujeros negros de varias masas.
- Reconocer el tipo de fuente que emite radiación en las varias bandas, y saber estimar el tipo de ondas gravitacionales esperadas para diferentes sistemas de estrellas de neutrones y de agujeros negros.
Contenido
- Introducción i resumen observacional de los objetos compactos en conexión con la astronomía de altas energías
- Física de las Estrellas de Neutrones: ecuación de estado
- Física de las Estrellas de Neutrones: propiedades de transporte
- Física de las Estrellas de Neutrones: spin-down de los púlsares
- Física de las Estrellas de Neutrones: emisión observada en distintos rangos de energía y mecanismos físicos asociados
- Modelado de la población observada de las Estrellas de Neutrones aisladas: evolución a largo plazo de las propriedades térmicas y magnéticas
- Elementos de Relatividad Especial y General, y de cálculo tensorial
- Agujeros Negros: teoría básica
- Ondas Gravitacionales: teoría básica y fuentes astrofísicas
- Ondas Gravitacionales: approximación post-Newtoniana y estudio cuantitivo de fuentes de ondas gravitacionales
- Ondas Gravitacionales: resumen observacional de los resultados obtenidos por Ligo y Virgo
- Coalescencia de Estrellas de Neutrones Binarias y la nueva era de la astronomía de multi-mensajeros
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Clases | 45 | 1,8 | 1 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Estudio de los conceptos observacionales y teóricos | 70 | 2,8 | 1 |
Clases de teoría, con pequeños ejercicios en clase. Asignación de tareas, basadas en el contenido visto en clase.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Examen escrito (dos posibilidades) | 50% | 2 | 0,08 | 1, 2 |
| Tareas para cada parte del temario | 50% | 33 | 1,32 | 1, 2 |
La evaluación estará compuesta por:
- 50% la nota media de las distintas tareas asignadas durante el curso (indicativamente un ejercicio por cada docente)
- 50% un examen final escrito, con distintas preguntas sobre los temas principales tratados. Se hará un examen de recuperación en caso de no llegar a la nota mínima del curso.
Esta asignatura/módulo no prevee el sistema de evaluación única.
Bibliografía
S. L. Shapiro & S. A. Teukolsky “Black Holes, White Dwarfs, and Neutron Stars: The Physics of Compact Objects”, Wiley Ed., 1983
P. Haensel, A.Y. Potekhin & D.G. Yakovlev “Neutron Stars 1 - Equation of State and Structure”, Astrophysics and Space Sciences Library, Springer, 2006
“The Physics and Astrophysics of Neutron Stars”, Astrophysics and Space Sciences Library, Springer, (Editors: L. Rezzolla, P. Pizzocchero, D. I. Jones, N. Rea, I. Vidaña), 2018
“Astrophysical Black Holes”, Astrophysics and Space Sciences Library, Springer (Editors: Haardt, Gorini, Moschella, Treves, Colpi), 2016
S. Weinberg, "Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity", Wiley Ed., 1972
W. Misner, K. S. Thorne, J. A. Wheeler, "Gravitation", W. H. Freeman and Company, 1973
M. Shibata, "100 Years of General Relativity: Volume 1 - Numerical Relativity", World Scientific, 2015
“Gravitational Wave Astrophysics”, Astrophysics and Space Sciences Library, Springer (Editor: Sopuerta), 2016
Software
Ninguno
Lista de idiomas
| Nombre | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (TEm) Teoría (máster) | 1 | Inglés | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |