Astrofísica

Código:

AST2003

Sigla:

AST2003

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Astronomia

Ocorrência: 2021/2022 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Física

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:F	44	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

A disciplina tem por objectivo fornecer as competências base em astrofísica estelar, tanto em termos de conceitos como de ferramentas físico/matemáticas relevantes para a Astronomia. Com esta formação procura-se assegurar que o estudante adquire a capacidade de compreender o que é uma estrela e de quer forma os dados observacionais nos permitem estudar a física fundamental que determina o seu comportamento. A abordagem é a um nível intermédio em que paralelamente à clarificação de conceitos é dada ênfase à fundamentação dos mesmos em termos formais. Procura-se dessa forma desenvolver a compreensão de conceitos globais em astrofísica estelar e a capacidade de os relacionar, incluindo-se nomeadamente a descrição de conceitos e fenómenos físicos que ocorrem no interior e atmosferas de estrelas e aqueles que são relevantes para descrever a formação estelar.

Resultados de aprendizagem e competências

O programa é organizado assegurando que os conceitos físicos fundamentais são revistos e discutidos, quando necessário, de forma a sustentar os capítulos que se debruçam sobre o estudo das estrelas. Assim, além da discussão de conceitos introdutórios tem-se uma análise detalhada da forma como a radiação que nos chega é emitida na estrela. Para tal é necessário incluir o estudo em profundidade da emissão e alteração da radiação no seu percurso entre o interior da estrela e o detetor. Espera-se assim que o estudante compreenda como os efeitos de ionização e excitação estão na origem do espectro estelar observado e de que forma a informação observada pode ser usada para caracterizar a atmosfera da estrela. De seguida incluiu-se a construção do modelo do interior, física fundamental que opera nestas condições e as implicações no estudo das estrelas observadas. O programa termina como uma discussão de como a evolução no tempo muda a estrutura da estrela desde a sua formação até às fases finais de evolução.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Introdução: As estrelas como objeto de estudo. Determinação de distâncias a estrelas,. Teoria da radiação (conceitos base).


2. Mecânica celeste: Sistemas de dois corpos. Leis de Kepler. Caracterização das órbitas. Aplicações em Astronomia (sistema solar, exoplanetas, binários, etc).


3. Fotometria de estrelas: Radiação do corpo negro. Magnitudes. Absorção de radiação. Observações.


4. Espectroscopia estelar: Excitação térmica e ionização (equação de Boltzmann, equação de Saha). Fontes de opacidade. Observações.


5. Atmosferas estelares: Transporte radiativo na atmosferas. Formação e estrutura de riscas espectrais. Determinação de parâmetros estelares.


6. Interiores estelares: Equações fundamentais de estrutura. Equação de estado. Equação de produção de energia. Equação de transporte de energia. Estrelas na sequência principal.


7. Formação e evolução estelar: Proto-estrela. Evolução estelar inicial. Evolução estelar após a sequência principal. Fases finais de evolução estelar.

Bibliografia Obrigatória

Carroll, W.B., Ostlie, D.A.; An Introduction to Modern Astrophysics, Addison Wesley, 1995. ISBN: 0201547309

Bibliografia Complementar

Böhm-Vitense, E.; Introduction to Stellar Astrophysics. Vol 1: Basic Stellar Observations and Data, Cambridge University Press, 1989. ISBN: 0521348692
Böhm-Vitense, E; Introduction to Stellar Astrophysics. Vol 2: Stellar Atmospheres, Cambridge University Press, 1989. ISBN: 0521348706
Böhm-Vitense, E; Introduction to Stellar Astrophysics. Vol 3: Stellar Structure and Evolution, Cambridge University Press, 1992. ISBN: 0521348714

Observações Bibliográficas

Material diverso (sebenta, recursos na internet, documents, artigos, etc) é fornecido através do Moodle para a unidade curricular.

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

A unidade curricular é organizada recorrendo ao método expositivo nas aulas teóricas, predominantemente com o uso do quadro para permitir ao estudante acompanhar a construção da descrição físico-matemática dos vários itens do programa. Há ainda uma componente de uso do video-projetor, mais esporádico, usado para consolidar os conteúdos e reforçar a componente de interpretação através da discussão da matéria dada à luz das observações disponíveis. Nas aulas teórico-práticas é promovida a resolução dos exercícios pelos alunos e a discussão de exemplos representativos de como os conceitos dados são efetivamente usados no estudo de estrelas específicas.

A metodologia adotada visa principalmente reforçar a capacidade de interpretação e utilização dos conceitos. Tal é feito assegurando que o estudante participa ativamente nas aulas (teóricas e teórico-práticas). De forma a sustentar esta participação ativa (evitando que o estudante use a aula apenas como oportunidade para reuniar informação), fornece-se material de suporte através do Aulas-na-Web (Moodle). Em particular é disponibilizada uma sebenta (registo detalhado do que se aborda nas aulas teóricas), que visa permitir ao estudante preparar a aula e usar o tempo da aula para complementar o registo que é a sebenta e para clarificar os pontos que lhe levantam dúvidas/questões. Com a sebenta são também disponibilizadas antecipadamente as cópias dos slides a serem apresentados nas aulas. Todo este material é disponibilizado no Aulas-na-Web, juntamente com uma lista de conteúdos adicionais (incluindo artigos, material de outros cursos disponíveis na internet, páginas relevantes para itens específicos do programa, etc). Com esta abordagem nas metodologias de ensino procura-se reforçar a componente de interpretação, reduzindo o peso da componente de memorização.

Como suporte das aulas teórico-práticas há uma listas extensa de exercícios, organizados por tema, que suportam as aulas e que permitem ao estudante desenvolver trabalho individual. As aulas são organizadas com base na sugestão pelo docente de exercícios a trabalhar, mas também nos exercícios pedidos pelos estudantes. Todos os exames de anos letivos anteriores são disponibilizados no Aulas-na-Web para incentivar o estudante a preparar as aulas teórico-práticas e aproveitar o tempo de estudo para reforçar as eventuais lacunas que encontre na sua compreensão e utilização dos conceitos e ferramentas abordadas na unidade curricular.

Palavras Chave

Ciências Físicas > Astronomia
Ciências Físicas > Astronomia > Astrofísica

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	100,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	106,00
Frequência das aulas	56,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Tem frequência à disciplina o aluno que não faltar a mais de 1/3 das aulas TP previstas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Nota Final = Nota de Exame

Melhoria de classificação

Conforme regulamento da FCUP, o aluno que obteve aprovação nesta unidade curricular pode fazer melhoria uma única vez. Ou na época de recurso do ano letivo em que obteve aprovação ou no ano letivo seguinte (não só na época de recurso).

Observações

O júri da unidade curricular inclui:
- João José F G A Lima
- Catarina Lobo