III.6    ASTRONOMÍA EXTRAGALÁCTICA Y COSMOLOGÍA

Materia Optativa-Básica (10 créditos)

OBJETIVO:Las galaxias son tema de síntesis astronómica donde confluyen las grandes escalas del Universo con las escalas galácticas e intragalácticas. 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. La filosofía del curso es cubrir muchos temas, no muy profundamente, para que el estudiante llegue a apreciar, entender y discutir los problemas actuales de astronomía extragaláctica y cosmología.

  1. Características observacionales de las galaxias
    • Clasificación morfológica. Diferentes esquemas
    • Propiedades fotométricas y espectrales de las galaxias normales:
      Magnitudes, colores, brillo superficial, distribución de intensidad, gradientes radiales, luminosidades absolutas, diámetros fotométricos. Espectros integrales
    • Poblaciones estelares y medio interestelar de los diferentes tipos morfológicos. Composición y evolución química
    • Propiedades de las galaxias en radio, infrarrojo, ultravioleta, rayos x y rayos gamma
    • Cinemática interna y rotación de las galaxias. Materia oscura
    • Distribución espacial de las galaxias. Grupos y cúmulos de galaxias. Función de luminosidad
    • Galaxias enanas y galaxias de bajo brillo superficial
  2. Física de las galaxias
    • Dinámica de sistemas estelares
    • Sistemas en equilibro: cúmulos globulares, galaxias elípticas y discos galácticos
    • Determinación de masas y cocientes masa-luminosidad en galaxias elípticas y espirales Materia oscura
    • Estructura espiral: teorías de ondas de densidad y teorías estocásticas
    • Galaxias barradas y galaxias irregulares
    • Formación estelar y fenómenos hidrodinámicos del disco y el medio intregaláctico
    • La conexión halo-disco: viento galáctico, fuentes y supercascarones
    • Campos magnéticos de las galaxias
    • Brotes de formación estelar
  3. Galaxias peculiares y núcleos activos de galaxias
    • Propiedades de los diferentes núcleos activos de galaxias
    • Distribución espectral de energía; mecanismos de generación de energía
    • Galaxias huésped, entorno y actividad inducida
    • El modelo unificado. Alternativas
    • Implicaciones cosmológicas y evolución
  4. Cúmulos galácticos y la estructura a gran escala del Universo
    • Propiedades estructurales y dinámicas de los cúmulos de galaxias
    • Interacción de Las galaxias en los cúmulos. Fusiones de galaxias
    • Medio intracúmulo. Mecanismos de calentamiento del gas intracúmulo y modelos dinámicos
    • Observaciones de rayos X
    • Agrupamiento espacial de las galaxias, funciones de correlación
    • Formación de la estructura a gran escala del Universo: Observaciones y Simulaciones numéricas
  5. Modelos cosmológicos estándares
    • Ecuaciones de Einstein (introducción)
    • Los modelos de Friedmann. Evidencias y necesidad de la gran explosión
    • Modelos sin gran explosión
    • Historia térmica del Universo. Nucleosíntesis. Abundancias de He y D
    • El modelo inflacionario. Predicciones. Espectro primordial
    • Cosmología y física de partículas
    • Constante cosmológica
    • Bariogénesis
  6. Métodos de la cosmología observacional
    • Confrontaciones de los modelos cosmológicos con las observaciones
    • Los parámetros cosmológicos Ho. qo. Wo. L y la edad del Universo
    • Determinación de distancias extragalácticas. Métodos por calibradores secundarios y métodos físicos
    • Perturbaciones al flujo de Hubble y la determinación de Ho - La edad del Universo
    • Determinación del parámetro qo
    • Evolución espectral de las galaxias
    • Determinación de la constante cosmológica. Lentes gravitacionales
    • Conteos de galaxias y funciones de correlación. Campos de velocidades
    • La radiación cósmica de fondo: medición e interpretación de sus ansiotropías
  7. Formación de estructuras en el Universo. La materia oscura
    • Teoría lineal de las perturbaciones. Procesos disipativos de las materias bariónica y oscura
    • Evolución no lineal de las perturbaciones. Modelos jerárquicos y modelos de fragmentación
    • Adquisición de momento angular
    • Colapso gravitacional no disipativo. Formación de los halos galácticos y cúmulos de galaxias
    • Colapso disipativo. Formación de las galaxias luminosas
    • Objetos observables a altos corrimientos al rojo

TEXTOS

  1. Appenzeller, Y., Habing, H.J. y Lena, P. (eds) "Evolution of Galaxies. Astronomical Observations" Lecture Notes in Physics 333, Springer Verlag, Berlín, 1989.
  2. Blandford, R.D., Netzer, H., y Woltjer, L. "Active Galactic Nuclei", Springer-Verlag, Berlín, 1990.
  3. Gilmore, G., "The Milky Way as a Galaxy", Univ. Science Books, Mill Valley, Cal., 1990.
  4. Kolb, E.W., Turner, M.S. "The Early Universe" Addison Wesley Publishing Co., California, 1990.
  5. 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.
  7. Padmanabhan, T. "Structure Formation in the Universe, Cambridge Univ.Press., Cambridge, 1993.
  8. Peebles, P.J.E. "Physical Cosmology" Princeton Univ. Press., Princeton, 1993.
  9. Sandage, A., Sandage, M. y Kristina, J. "Galaxies and the Universe: Volume IX of Stars and Stellar Systems" Univ. of Chicago Press, Chicago, 1975.
  10. Tinsley, B.M. y Larson, R. "The Evolution of Galaxies and Stellar Populations", New Haven, Yale Univ. Printing Service, Yale,1977.
  11. Vorontsov-Vel'yaminov, B.A., "Extragalactic Astronomy", Harwood Academic Publishers, Chur, Switzerland, 1987.
  12. Weinberg, S. "Gravitation and Cosmology", Wiley, New York, 1972.