PSLM74

Lingua Insegnamento:

INGLESE
Testi di riferimento:

Planetary Sciences, de Peter & Lissauer
Obiettivi formativi:
Questo corso fornisce un’introduzione completa all’astrofisica planetaria, con un focus sui processi fisici e chimici che modellano i sistemi planetari, ponendo particolare attenzione al Sistema Solare e ai sistemi esoplanetari. Attraverso lezioni teoriche, esercitazioni pratiche e strumenti per l’analisi dei dati, gli studenti esploreranno la formazione dei pianeti, le strutture interne, le atmosfere e le tecniche osservative.
Il corso tratta i seguenti argomenti:
- Panoramica del Sistema Solare: Inventario e classificazione dei corpi planetari, proprietà fisiche e orbitali.
- Il Sole e la Nebulosa Solare: Struttura del Sole e generazione di energia, ruolo del Sole nella formazione del sistema planetario, equilibrio idrostatico e pressione atmosferica.
- Formazione ed Evoluzione dei Sistemi Planetari: Formazione stellare, processi di accrescimento, sequenze di condensazione ed evoluzione atmosferica; confronto tra modelli di formazione di pianeti terrestri e giganti.
- Radiazione Elettromagnetica e Spettroscopia: Radiazione di corpo nero, leggi di Planck e Stefan-Boltzmann, caratteristiche spettrali di atomi e molecole; applicazioni allo studio di atmosfere e superfici planetarie mediante spettroscopia IR e di massa.
- Interni e Atmosfere dei Pianeti Giganti: Modelli di struttura interna di Giove e Saturno (inclusi i risultati della missione JUNO), dinamiche atmosferiche e modelli di circolazione globale (GCMs).
- Meteoriti e Corpi Primitivi: Classificazione e origine di condriti e acondriti; nuclei cometari, dinamiche della fascia degli asteroidi e proprietà fisiche.
- Sistema Solare Esterno e Migrazione Planetaria: Oggetti della fascia di Kuiper (KBOs), oggetti trans-nettuniani, ritenzione di volatili e teorie sulla migrazione planetaria.
- Comete e Nube di Oort: Classificazione delle comete, modelli strutturali e osservazioni spettrali; origine ed evoluzione delle comete.
- Esopianeti: Tecniche di rilevazione (velocità radiale, transito, microlensing, imaging diretto), distribuzione statistica e caratterizzazione atmosferica.
- Atmosfere Planetarie: Analisi comparativa della struttura e della circolazione atmosferica di Terra, Marte, Venere e Titano.
Prerequisiti:

Non sono previsti prerequisiti formali per questo corso.
Metodi didattici:

Il corso è composto da lezioni teoriche ed esercitazioni pratiche.
Le lezioni forniscono le basi fisiche e il contesto scientifico dell’astrofisica planetaria, mentre le esercitazioni si concentrano sull’applicazione di tali concetti attraverso la risoluzione di problemi (utilizzando Matlab).
Modalità di verifica dell'apprendimento:

Il voto finale sarà basato su due componenti:
Prova scritta: un test composto da domande teoriche finalizzate a valutare la comprensione complessiva dei contenuti del corso.Prova orale: un colloquio individuale volto ad approfondire la comprensione e la capacità critica dello studente sugli argomenti trattati durante il corso.Il voto finale sarà la media tra il punteggio della prova scritta e quello della prova orale.
Sostenibilità:
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile:

Questo insegnamento concorre alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile
Altre Informazioni:

Instructor Contact: Professor Giuseppe Mitri
Email: giuseppe.mitri@unich.it
Office Hours: By appointment

Il corso esplora le basi fisiche, chimiche e osservative dei sistemi planetari, con un’attenzione particolare al Sistema Solare e alla planetologia comparativa. I temi trattati includono la formazione e l’evoluzione di pianeti e satelliti, le strutture interne e le atmosfere planetarie, la radiazione solare e la spettroscopia, i corpi minori e i meteoriti, nonché la rilevazione e la caratterizzazione degli esopianeti. Le esercitazioni pratiche introducono gli studenti all’uso di strumenti computazionali e di analisi dei dati comunemente impiegati nelle scienze planetarie, tra cui Matlab.

1: Introduzione e panoramica del Sistema Solare

Introduzione al corso e agli obiettivi scientifici
Inventario del Sistema Solare
Proprietà dei pianeti

2: Il Sole e la formazione planetaria

Il Sole: struttura, generazione di energia (catena protone-protone), massa di Jeans
Equilibrio idrostatico e pressione atmosferica
Formazione ed evoluzione del Sistema Solare
Formazione stellare, composizione della nebulosa, accrescimento
Formazione dei pianeti terrestri e giganti gassosi
Sequenze di condensazione, atmosfere, rapporti isotopici

3: Radiazione e spettroscopia

Radiazione elettromagnetica e spettro
Radiazione di corpo nero: leggi di Planck, Stefan-Boltzmann e Wien
Energia solare e temperatura planetaria
Spettroscopia planetaria: firme atomiche e molecolari
Spettroscopia IR, spettri di massa, atmosfere planetarie
Applicazioni a Marte, Venere, Titano, Giove, Saturno

4: Interni e atmosfere dei pianeti giganti

Relazioni massa-raggio ed equazioni di stato
Giove e Saturno: modelli interni (prima e dopo la missione JUNO)
Modelli di circolazione globale (GCMs)
Struttura e composizione delle atmosfere

5: Meteoriti e corpi minori

Classificazione dei meteoriti (condriti, acondriti, CAIs)
Nuclei cometari e modelli strutturali
Fascia degli asteroidi e classificazione
Definizione di pianeta e categorie dinamiche (Plutini, Cubewani, ecc.)

6: Sistema Solare esterno e migrazione planetaria

Oggetti della fascia di Kuiper (KBOs) e oggetti trans-nettuniani
Perdita di volatili e caratteristiche spettrali
Plutone, Caronte, Haumea, Sedna
Modelli di migrazione planetaria

7: Comete e nube di Oort

Classificazione delle comete
Struttura e modelli dei nuclei cometari
Spettri delle comete (es. Hale-Bopp, 67P)
Origine delle comete (nube di Oort e fascia di Kuiper)

8: Esopianeti e atmosfere

Metodi di rilevamento: velocità radiale, transito, microlensing, imaging diretto
Struttura verticale delle atmosfere
Atmosfere planetarie a confronto (Terra, Marte, Venere, Titano)
Circolazione atmosferica e modelli climatici