B2137 - ASTROCHIMICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente sarà in grado di: * prevedere, sulla base delle condizioni fisiche dei differenti ambienti astronomici, i processi di formazione e di distruzione molecolare che si possono instaurare e la loro cinetica; * prevedere, sulla base di diagrammi di energia, l'osservabilità spettroscopica di molecole semplici, sia specie neutre che ioni, presenti nel mezzo interstellare. *interpretare alcune semplici osservazioni millimetriche ed ottenere le informazioni di abbondanza molecolare e eccitazione termica.

Contenuti

Il mezzo interstellare (ISM)

• Costituenti, struttura, evoluzione.
• Ruolo delle molecole.

Struttura Molecolare

• Teoria elementare del legame chimico
• Molecole biatomiche, termini spettrali
• Cenni sulle molecole poliatomiche

Spettroscopia molecolare

• Interazione radiazione-materia. Probabilità di transizione e regole di selezione.
• Spettroscopia rotazionale: spettri di molecole lineari e simmetriche; cenni sulle molecole asimmetriche.
• Spettroscopia vibrazionale: oscillatore armonico ed anarmonico, spettro vibro-rotazionale, spettri di molecole poliatomiche.

Astronomica millimetrica

• Introduzione, definizione della grandezze radiometriche
• Emissione di continuo, determinazioni di masse e densità di colonna di polvere interstellare.
• Emssione di righe, determinazioni di densità di colonna molecolari, popolazione degli stati, funzioni di partizione.
• Processi collisionali, temperatura di eccitazione, densità critica.
• Problema dell'opacità, metodo del diagramma rotazionale.
• Applicazioni: uso delle molecole in astrofisica.

Chimica interstellare

• Idrogeno molecolare: formazione e distruzione nell'ISM.
• La formazione per via chimica delle molecole interstellari.
• Le molecole nella nostra galassia: in nubi diffuse e oscure, in zone di formazione stellare, in prossimità delle stelle.
• Frazionamente isotopico.

Testi/Bibliografia

• Appunti di lezione.
• J. M. Brown, Molecular Spectroscopy, Oxford University Press, 1998.
• T.W. Hartquist & D.A. Williams, The Chemically Controlled Cosmos, Cambridge University Press, 1995.
• D.A. Williams & T.W. Hartquist, The Cosmic-Chemical Bond, RSC Publishing, 2013.
• D.A. Williams & S. Viti, Observational Molecular Astronomy, Cambridge University Press, 2013.
  
• C. Vallance, Astrochemistry, World Scientific, 2016.
• S. Yamamoto, Introduction to Astrochemistry, Springer, 2017.
• T. Wilson, K. Rohlfs, S. Hüttermeister, Tools of Radio Astronomy, Springer, 2013.

Metodi didattici

Il corso è strutturato in lezioni frontali in aula con presentazione degli aspetti teorici degli argomenti trattati, a cui si aggiunge l'esposizione di alcune applicazioni tratte dalla ricerca reale.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale. Esso accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova orale, la quale consiste nella presentazione di un argomento a tesi e nella risposta a quesiti relativi ad argomenti trattati durante il corso.

Strumenti a supporto della didattica

Videoproiettore, calcolatore portatile, lavagna.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Bizzocchi