Onde elettromagnetiche e Astrofisica

Presentazione sul tema: "Onde elettromagnetiche e Astrofisica"— Transcript della presentazione:

1 Onde elettromagnetiche e Astrofisica
Il cielo nella banda X

2 Onde elettromagnetiche
Da eV a più di 50 keV

3 Emissione Una carica emette onde elettromagnetiche se è sottoposta
ad una accelerazione (Approssimazione di Thomson) E sia Equazione di Larmor

4 Fenomeni di emissione Emissione per bremsstrahlung
Emissione di sincrotrone Emissione per Compton inverso Emissione per fotoemissione

5 Bremsstrahlung Un elettrone che collide con uno ione viene accelerato e genera onde elettromagnetiche (nella banda X se è molto veloce) In una nube stellare la potenza è proporzionale al quadrato della densità di ioni, quindi stimando la potenza emessa e le dimensioni è possibile conoscerne la struttura

6 Radiazione di sincrotrone
Una carica che si muove perpendicolare in un campo magnetico segue traiettorie circolari di raggio accelerando e quindi irradiando

7 Conservazione della quantità di moto
Compton inverso Un fotone di grande lunghezza d’onda urta un elettrone molto veloce che gli cede parte della sua energia trasformandolo in fotone X Conservazione della quantità di moto

8 Fotoemissione ENERGIA nucleo elettrone ATOMO nello stato ECCITATO elettrone nucleo ATOMO nello stato FONDAMENTALE nucleo ATOMO diseccitato fotone elettrone Un elettrone che riceve energia passa ad un livello energetico superiore per qualche istante; tornando al livello fondamentale emette un fotone X se l’elettrone appartiene ad uno dei livelli più interni

9 Raggi X e Astronomia Lunghezza d’onda 0.01nm / 10nm 104-106 K
(10 mila / 10 milioni di gradi Kelvin) Temperatura Caratteristica * Regioni di gas caldo * Corone stellari * Stelle di neutroni * Resti di supernova * Gas negli ammassi di galassie * Nuclei Galattici attivi Oggetti che emettono in X

10 Resti di Supernova Evento molto raro (1-2 per secolo)
Nebulosa del Granchio (in X) Nebulosa del Granchio (in ottico) Evento molto raro (1-2 per secolo) - Enormi quantità di energia sprigionata (81% trasportata via da neutrini)

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13 Pulsar X in Sistemi Binari
In un sistema binario come Cen X3 una pulsar ruota attorno ad una stella eclissandosi a vicenda Trasferimento di massa tramite disco di accrescimento - Produzione di raggi X nel plasma vicino alla superficie della stella di neutroni

14 Nuclei Galattici attivi (AGN) e Black Hole
La materia precipita a spirale verso il buco nero (106 – 109 masse solari) e, surriscaldandosi, emette raggi X

15 Il Sole nella banda X L’emissione X ha origine nella corona solare (1 – 10 milioni di gradi K) Le zone brillanti sono quelle più attive e calde Le zone più scure corrispondono ai buchi coronali più freddi

16 Il Sole in X mostra una grande varietà di strutture coronali
Il Sole nella banda X Il Sole in X mostra una grande varietà di strutture coronali Archi coronali

17 Il ciclo solare nella banda X
La banda X permette di registrare e studiare la variazione periodica dell’attività solare (in particolare nei periodi di minima attività il Sole scompare)

18 A cosa serve l’Astronomia in raggi X
Fenomeni energetici solari e implicazioni sul clima terrestre Resti di supernova, stelle di neutroni e buchi neri La ricerca di "materia oscura" nell'universo Il fondo di radiazione cosmica ad alta energia e gli oggetti astronomici nel lontano universo

19 … ma alla fine? «E, se trovassimo risposta a quest’ultima domanda [perché l’universo esiste] decreteremmo il definitivo trionfo della ragione umana, poiché allora conosceremmo il pensiero stesso di Dio» Stephen Hawking