Formation of stars and planets
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
The objective of the course unit is to provide an in depth knowledge of the star and planet formation processes, starting from molecular clouds, down to the processes that shape the global architecture of planetary systems around the Sun and other stars.
Risultati apprendimento attesi
At the end of the course unit the student will:
1) Understand and interpret the basic observables related to young stars;
2) Know the detection methods of extra-solar planets;
3) Identify the statistical properties of the population of extra-solar planets;
4) Identify the physical processes that determine the evolution of the systems considered;
5) Describe analytically the properties of theoretical models for the interpretation of observational data.
1) Understand and interpret the basic observables related to young stars;
2) Know the detection methods of extra-solar planets;
3) Identify the statistical properties of the population of extra-solar planets;
4) Identify the physical processes that determine the evolution of the systems considered;
5) Describe analytically the properties of theoretical models for the interpretation of observational data.
Periodo: Secondo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Secondo semestre
Programma
-Esopianeti: tecniche osservative e demografia
-Il Sistema Solare: corpi maggiori e minori, datazione radiometrica
-Formazione stellare (nubi molecolari, relazioni di Larson, accrescimento sferico, instabilità di Jeans, collasso protostellare e formazione di un disco, evoluzione di pre-sequenza principale)
-Osservazioni di dischi proto-planetari: tecniche e risultati
-Dischi proto-planetari: equazioni fondamentali (struttura verticale e radiale, struttura termica)
-Evoluzione di dischi proto-planetari: viscosità, venti, fotoevaporazione
-Dischi proto-planetari: dinamica della polvere (radial drift, settling)
-Formazione di planetesimi (crescita dei grani, streaming instability)
-Formazione di pianeti terrestri: collisioni tra planetesimi
-Formazione di pianeti giganti:
-pebble accretion
-accrescimento di gas e collasso dell'atmosfera
-instabilità gravitazionale
-Migrazione planetaria e apertura di un gap
-Instabilità dinamiche
-Modello di Nizza per la formazione del Sistema Solare
-Atmosfere degli esopianeti: osservazioni, composizione, collegamento alla formazione
-Il Sistema Solare: corpi maggiori e minori, datazione radiometrica
-Formazione stellare (nubi molecolari, relazioni di Larson, accrescimento sferico, instabilità di Jeans, collasso protostellare e formazione di un disco, evoluzione di pre-sequenza principale)
-Osservazioni di dischi proto-planetari: tecniche e risultati
-Dischi proto-planetari: equazioni fondamentali (struttura verticale e radiale, struttura termica)
-Evoluzione di dischi proto-planetari: viscosità, venti, fotoevaporazione
-Dischi proto-planetari: dinamica della polvere (radial drift, settling)
-Formazione di planetesimi (crescita dei grani, streaming instability)
-Formazione di pianeti terrestri: collisioni tra planetesimi
-Formazione di pianeti giganti:
-pebble accretion
-accrescimento di gas e collasso dell'atmosfera
-instabilità gravitazionale
-Migrazione planetaria e apertura di un gap
-Instabilità dinamiche
-Modello di Nizza per la formazione del Sistema Solare
-Atmosfere degli esopianeti: osservazioni, composizione, collegamento alla formazione
Prerequisiti
1. Conoscenze di base di meccanica (gravitazione universale, leggi di Keplero)
2. Strumenti di analisi matematica, in particolare soluzione di equazioni differenziali ad una e più variabili
2. Strumenti di analisi matematica, in particolare soluzione di equazioni differenziali ad una e più variabili
Metodi didattici
Lezioni frontali (parte alla lavagna, parte con l'ausilio di slides)
Materiale di riferimento
M. R. Krumholz, "Star Formation", World Scientific, http://bender.astro.sunysb.edu/oab/star_formation_notes/sfnotes.pdf
P. J. Armitage, "Astrophysics of Planet Formation", Cambridge University Press
P. J. Armitage, "Astrophysics of Planet Formation", Cambridge University Press
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame finale consiste in una discussione orale organizzata in domande e risposte sui temi affrontati durante le lezioni.
La valutazione finale sarà basata sui seguenti criteri: conoscenza dei temi affrontati durante le lezioni frontali; ragionamento critico; abilità nell'uso del lessico specialistico. Particolare importanza sarà data alla conoscenza delle condizioni richieste nella Galassia per formare stelle e a quali delle fasi che portano alla formazione dei pianeti sono ancora relativamente sconosciute.
Il voto finale sarà espresso in trentesimi.
La valutazione finale sarà basata sui seguenti criteri: conoscenza dei temi affrontati durante le lezioni frontali; ragionamento critico; abilità nell'uso del lessico specialistico. Particolare importanza sarà data alla conoscenza delle condizioni richieste nella Galassia per formare stelle e a quali delle fasi che portano alla formazione dei pianeti sono ancora relativamente sconosciute.
Il voto finale sarà espresso in trentesimi.
FIS/05 - ASTRONOMIA E ASTROFISICA - CFU: 6
Lezioni: 48 ore
Docente:
Rosotti Giovanni Pietro
Turni:
Turno
Docente:
Rosotti Giovanni PietroDocente/i
Ricevimento:
Mercoledì 11-12
Ufficio DC/I/13, primo piano, Dipartimento di Fisica, via Celoria 16