Guía docente de Física Estelar (SG1/56/1/183)
Máster
Módulo
Rama
Centro en el que se imparte la docencia
Centro Responsable del título
Semestre
Créditos
Tipo
Tipo de enseñanza
Profesorado
- Antonio García Hernández
- Juan Carlos Suárez Yanes
Tutorías
Antonio García Hernández
Email- Martes 12:00 a 13:00 (Despacho 16)
- Martes 11:00 a 12:00 (Despacho 16)
- Miércoles 12:00 a 13:00 (Despacho 16)
- Miercoles 11:00 a 12:00 (Despacho 16)
- Miercoles 12:00 a 13:00 (Despacho 16)
- Miércoles 11:00 a 12:00 (Despacho 16)
- Jueves 11:00 a 13:00 (Despacho 16)
Juan Carlos Suárez Yanes
Email- Lunes 11:00 a 13:00 (Despacho 16)
- Martes 11:00 a 13:00 (Despacho 16)
- Miércoles 11:00 a 13:00 (Despacho 16)
- Miercoles 11:00 a 13:00 (Despacho 16)
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)
La asignatura proporciona una visión sistemática de los procesos físicos que determinan la estructura y evolución de las estrellas. Se desarrollan las ecuaciones diferenciales fundamentales que gobiernan el equilibrio hidrostático, el transporte de energía (radiativo, conductivo y convectivo) y la evolución temporal de las propiedades estelares. Se abordan las fuentes de energía internas, la composición química y las reacciones nucleares responsables de la nucleosíntesis. Asimismo, se estudian las distintas etapas evolutivas de las estrellas, desde su formación hasta las fases finales, incluyendo los fenómenos específicos asociados a la evolución en sistemas binarios.
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
Se recomienda conocimientos generales de astrofísica, física nuclear, física estadística, termodinámica y física de fluidos.
En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR" publicado en esta ubicación https://ceprud.ugr.es/formacion-tic/inteligencia-artificial/recomendaciones-ia#contenido0
Competencias
Competencias Básicas
- CB6 . Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
- CB7 . Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
- CB8 . Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios.
- CB9 . Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
- CB10 . Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
Competencias Generales
- CG02 . Capacidad de generar y desarrollar de forma independiente propuestas innovadoras y competitivas en la investigación y en la actividad profesional en el ámbito científico de la Física y Matemáticas
- CG03 . Presentar públicamente los resultados de una investigación o un informe técnico, comunicar las conclusiones a un tribunal especializado, personas u organizaciones interesadas, y debatir con sus miembros cualquier aspecto relativo a los mismos
- CG04 . Saber comunicarse con la comunidad académica y científica en su conjunto, con la empresa y con la sociedad en general acerca de la Física y/o Matemáticas y sus implicaciones académicas, productivas o sociales
Competencias Específicas
- CE01 . Resolver problemas físicos y matemáticos, planificando su resolución en función de las herramientas disponibles y de las restricciones de tiempo y recursos
- CE02 . Desarrollar la capacidad de decidir las técnicas adecuadas para resolver un problema concreto con especial énfasis en aquellos problemas asociados a la Modelización en Ciencias e Ingeniería, Astrofísica, Física, y Matemáticas
- CE03 . Tener capacidad para elaborar y desarrollar razonamientos matemáticos avanzados, y profundizar en los distintos campos de las matemáticas
- CE04 . Tener capacidad para elaborar y desarrollar razonamientos físicos avanzados, y profundizar en los distintos campos de la física y astrofísica
- CE05 . Saber obtener e interpretar datos de carácter físico y/o matemático que puedan ser aplicados en otras ramas del conocimiento
- CE06 . Demostrar la capacidad necesaria para realizar un análisis crítico, evaluación y síntesis de resultados e ideas nuevas y complejas en el campo de la astrofísica, física, matemáticas y biomatemáticas
- CE07 . Capacidad para comprender y poder aplicar conocimientos avanzados de matemáticas y métodos numéricos o computacionales a problemas de biología, física y astrofísica, así como elaborar y desarrollar modelos matemáticos en ciencias, biología e ingeniería.
- CE08 . Capacidad de modelar, interpretar y predecir a partir de observaciones experimentales y datos numéricos
Competencias Transversales
- CT03 . Desarrollar el razonamiento crítico y la capacidad de crítica y autocrítica
- CT05 . Capacidad de aprendizaje autónomo y responsabilidad (análisis, síntesis, iniciativa y trabajo en equipo
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
El alumno comprenderá:
- los conceptos básicos de la física estelar y la astrofísica en general
- las ecuaciones, los diferentes procesos y los modelos numéricos que rigen la evolución y la estructura física de las estrellas
- las ecuaciones de estado de la materia en condiciones muy diversas
- los mecanismos de generación, transporte y pérdida de energía
- las reacciones nucleares relevantes y la síntesis de los elementos químicos
- las técnicas observacionales actuales, interpretando los datos experimentales
- los límites que se derivan de las aproximaciones realizadas en los modelos teóricos, desarrollando la capacidad suficiente para realizar propuestas de mejora.
- los órdenes de magnitud y los tiempos característicos asociados a un determinado problema, desarrollando la capacidad de aplicarlos a situaciones físicamente diferentes que muestren analogías.
- el papel de las estrellas como componentes básicos de las galaxias y del Universo.
Programa de contenidos Teóricos y Prácticos
Teórico
Tema 1: Estructura estelar
Introducción a la evolución estelar. Parámetros observacionales. Diagrama Hertzsprung-Russell. Principios de conservación de equilibrio Mecánico y Térmico. Ecuaciones de estructura estelar. Teorema del Virial. Ecuación de estado. Procesos adiabáticos. Polítropos.
Tema 2: Fuentes y transporte de energía
Transporte de energía: Radiación, convección y conducción. Opacidad. Luminosidad de Eddington. Reacciones termonucleares y ritmos de reacción. Principales cadenas y ciclos de combustión nuclear. Otros procesos nucleares de interés astrofísico. Relaciones homólogas y criterios de estabilidad.
Tema 3: Evolución estelar
Formación estelar y pre-secuencia principal. Límites de masa estelar: enanas marrones y planetas. Edad cero y secuencia principal. Estimación de edades de cúmulos estelares. Evolución en la rama de las gigantes: estrellas RGB y AGB. Formación de enanas blancas. Estrellas masivas y supernovas de colapso gravitatorio.
Tema 4: Evolución estelar en sistemas binarios.
Supernovas termonucleares o SNIa. Aplicaciones cosmológicas de las SNIa. Binarias cataclísmicas. Novas. Erupciones de rayos X. Estrellas gigantes binarias y anomalías químicas.
Tema 5: Objetos compactos
Estructura y evolución de enanas blancas. Masa límite de Chandrasekhar. Estrellas de neutrones: estructura y evolución. Ecuación de estado: ecuación de Tolman-Volkov-Openheimer. Púlsares: diagrama P-Pdot y sistemas binarios. Agujeros negros: dinámica. Métrica de Schwarzschild y de Kerr. Ondas gravitacionales.
Tema 6: Pulsaciones estelares.
Astrosismología: relación periodo-luminosidad. Análisis de señal: prewhitening. Pulsaciones esféricas adiabáticas y no adiabáticas. Oscilaciones radiales y no radiales. Mecanismos de pulsación. Identificación modal: regímenes asintóticos. Pulsaciones en alta rotación.
Práctico
La asignatura contiene una práctica sobre modelización estelar y asterosismología basada en los códigos de evolución estelar MESA y de oscilaciones GYRE, muy utilizados por los investigadores de la comunidad
Bibliografía
Bibliografía fundamental
- Stellar Structure and evolution, Pols, O. R.: https://www.astro.ru.nl/~onnop/education/stev_utrecht_notes/
- Binary stars (part II), Pols, O. R. https://www.astro.ru.nl/~onnop/education/binaries_utrecht_notes/
- An Introduction to Modern Stellar Astrophysics, Ostlie, D.A. & Carrol, B.W., Pearson.
- Asteroseismology, Aerts C., Christensen-Dalsgaard J. & Kurtz D.W. 2010, Springer, https://doi.org/10.1007/978-1-4020-5803-5.
- Compact objects in Astrophysics, Camenzind, M.: https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-540-49912-1/
Bibliografía complementaria
- Lamers, H. J. G. L. M., Levesque, E. M.: Understanding stellar evolution. IOP Astronomy. https://doi.org/10.1088/978-0-7503-1278-3.
- Stellar Structure and Evolution 2nd edition, Kippenhahn, R., Weigert, A. & Weiss, A. 2012, Springer, https://doi.org/10.1007/978-3-642-30304-3.
- Stellar physics, Bisnovatyi-Kogan, G. S. 2002, Springer, https://doi.org/10.1007/978-3-662-22639-1.
- Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis updated edition, Clayton D.D. 1984, University of Chicago Press. ISBN: 9780226109534.
- Compact Stars : Nuclear Physics, Particle Physics and General Relativity, Glendenning N.K. 1997, Springer, https://doi.org/10.1007/978-1-4684-0491-3.
Enlaces recomendados
Artículos especializados en astrofísica: NASA/ADS/SciX, https://scixplorer.org/
Sociedad Española de Astronomía: Sociedad española de astronomía | (sea-astronomia.es)
Ejercicio sobre diagrama HR del proyecto GEAS, http://astronomy.nmsu.edu/geas/labs/html/lab06.shtml
Visualizador de modos de oscilaciones, Marcus Marcussen, https://marcusmarcussen.itch.io/asteroseismology
Metodología docente
- MD01 Lección magistral
- MD04 Seminarios
- MD05 Tutorías académicas
- MD06 Realización de trabajos individuales o en grupos
- MD07 Análisis de fuentes y documentos
- MD08 Sesiones de discusión y debate
- MD09 Seguimiento del TFM
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)
Evaluación Ordinaria
- E1: Evaluación de los resultados de las actividades propuestas por el profesor. Ponderación: 50%.
- E2: Presentación oral de trabajos desarrollados de forma autónoma. Ponderación: 50%.
Evaluación Extraordinaria
El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación continua. De esta forma, el estudiante que no haya realizado la evaluación continua tendrá la posibilidad de obtener el 100% de la calificación mediante la realización de una prueba y/o trabajo.
En evaluación extraordinaria la calificación se hará de acuerdo al siguiente baremo:
- E1: Realización de exámenes parciales o finales escritos u orales. Ponderación: 100%
Evaluación única final
El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrá acogerse a la evaluación única final el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas. Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases o por causa sobrevenidas, lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.
En evaluación única final la calificación se hará de acuerdo al siguiente baremo:
- E1: Realización de exámenes parciales o finales escritos u orales. Ponderación: 100%
Información adicional
Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos(https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).