Astronomía extra galáctica y cosmología (AFE-24)

Número de créditos: 10

Horas a la semana: 10

Teoría: 6

Practica: 4

Requisitos: AFB-1, AFB-2, AFB-3

Clave: AFE-24

Asignatura: Especifica

Descripción  de  la  asignatura.  Las  galaxias  son  tema  de  síntesis  astronómica donde confluyen las grandes escalas del Universo con las escalas galácticas e intergalácticas. En el tema convergen variadas ramas de la Astronomía: Cosmología, Medio Interestelar, Dinámica, Formación y Evolución de estrellas y Galaxias, Astrofísica de Altas Energías, etc., que nos dan una descripción del Universo a gran escala y que física y fenómenos son los que le han dado la estructura que observamos. Se cubrirán también diversos temas, no muy profundamente, para que el estudiante llegue a apreciar, entender y discutir los problemas actuales de astronomía extragaláctica y cosmología.

Contenidos:

•   Características observacionales de las galaxias.

•   Física de las galaxias.

•   Galaxias peculiares y núcleos activos de galaxias.

•   Cúmulos de galaxias y la estructura en gran escala del Universo.

•   Modelos cosmológicos estándares.

•   Métodos de la cosmología observacional.

•   Formación de las estructuras cósmicas.

Índice Temático:

1.  Características observacionales de las galaxias: Esquemas de clasificación morfológica. Propiedades fotométricas y espectrales de galaxias normales; magnitudes, colores, brillo  superficial,  isofotas,  luminosidades  absolutas, diámetros fotométricos. Poblaciones estelares y medio interestelar de los diferentes tipos morfológicos. La relación de Tully-Fisher. La relación de Faber-Jackson. Composición y evolución química. Propiedades de las galaxias en radio, infrarrojo, UV, rayos x y rayos gamma. Materia obscura. Grupos y cúmulos de galaxias. Función de luminosidad de galaxias enanas y de bajo brillo superficial.

2.  Física de las galaxias: Sistemas en equilibrio; cúmulos globulares, galaxias elípticas y discos galácticos. Determinación de masas y del cociente masa a luminosidad de galaxias espirales y elípticas. Detección de materia. Galaxias barradas e irregulares. Formación estelar en otras galaxias. La conexión halo-disco. Función inicial de masa.

3. Galaxias peculiares y núcleos activos de galaxias: Propiedades de los diferentes núcleos activos de galaxias. Distribución espectral de la energía. Galaxias huésped y actividad inducida. El modelo unificado. Implicaciones cosmológicas y evolución.

4.  Cúmulos  de  galaxias  y  la  estructura  en  gran  escala  del  Universo: Propiedades  estructurales  y  dinámicas  de  los  cúmulos  de  galaxias. Relación morfología densidad. Interacción entre las galaxias en cúmulos. Función de correlación entre galaxias. Formación de la estructura del Universo a gran escala; Observaciones y simulaciones numéricas. El Universo en el infrarrojo, en rayos x, en microondas y el visible.

5.  Modelos  cosmológicos  estándares:  Las  ecuaciones  de  Einstein.  Los modelos de Friedmann. La evolución térmica del Universo. Nucleosíntesis. Bariogénesis. Inflación. El espectro primordial de las fluctuaciones. La radiación   de   fondo.   Evolución   lineal   y   no   lineal   del   espectro   de fluctuaciones; formación de las estructuras cósmicas. Energía obscura y la necesidad de una constante cosmológica.

6.  Métodos de la cosmología observacional: Confrontación de los modelos cosmológicos con las observaciones. Determinación de los parámetros cosmológicos. Determinación de distancias. Lentes gravitacionales. Conteo de galaxias y la función de Press-Schecter. La radiación de fondo.

7.  Formación de las estructuras cósmicas: Teoría lineal de las perturbaciones.

Procesos disipativos de la materia bariónica y obscura. Evolución no lineal de las perturbaciones. Materia Obscura Fría con constante cosmológica. Adquisición de momento angular. Formación de galaxias, cúmulos y estructura filamentaria.

Bibliografía Básica:

•   Appenzeller, Y., Habing, H.J. y Lena, P. (eds) “Evolution of Galaxies.

•    Astronomical Observations” Lecture Notes in Physics 333, Springer Verlag, Berlín, 1989.

•    Blandford, R.D., Netzer, H., y Woltjer, L. “Active Galactic Nuclei”, Springer- Verlag, Berlín, 1990.

•    Gilmore, G., “The Milky Way as a Galaxy”, Univ. Science Books, Mill Valley, Cal., 1990

•   Kolb, E.W., Turner, M.S. “The Early Universe” Addison Wesley Publishing

Co., California, 1990.

•    Linde,  A.D.,  “Inflation  and  Quantum  Cosmology”,  Academic  Press.  Inc., Boston, 1990.

•    6. Ohanian, H.C., Ruffini, R. “Gravitation and Spacetime”, Second Edition, W.W. Norton & Company, New York, 1994.

•   Padmanabhan,   T.   “Structure   Formation   in   the   Universe,   Cambridge

Univ.Press., Cambridge, 1993.

•   Peebles, P.J.E. “Physical Cosmology” Princeton Univ. Press., Princeton,

1993.

•   Sandage, A., Sandage, M. y Kristina, J. “Galaxies and the Universe: Volume

IX of Stars.

•   and Stellar Systems” Univ. of Chicago Press, Chicago, 1975.

Bibliografía Complementaria:

•   Tinsley,  B.M.  y  Larson,  R.  “The  Evolution  of  Galaxies  and  Stellar

Populations”, New

•   Haven, Yale Univ. Printing Service, Yale,1977.

•   Vorontsov-Vel’yaminov,     B.A.,     “Extragalactic     Astronomy”,     Harwood

Academic.

•   Publishers, Chur, Switzerland, 1987.

•   Weinberg, S. “Gravitation and Cosmology”, Wiley, New York, 1972.

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