Materia Optativa-Básica (10 créditos)

OBJETIVO:Proporcionar la teoría básica para lograr un entendimiento de los procesos que determinan el flujo emergente de una atmósfera estelar.

1. TEMAS BASICOS:
1. Introducción a las atmósferas estelares
• Terminología básica
• Las diferentes regiones de una atmósfera
• El problema básico de la atmósfera: el acoplamiento entre la radiación y el gas
• Importancia del estudio de las atmósferas para otras áreas de la astrofísica
2. El campo de radiación
• Los tres niveles de descripción (macroscópico, electromagnético, cuántico)
• La intensidad específica y sus momentos
3. La transferencia radiativa
• Interacción de la radiación con la materia (emisión y absorción/dispersión)
• Opacidad, emisividad, función fuente, profundidad óptica
• Derivación de la ecuación de transporte
• La solución formal y las ecuaciones de Schwarzschild-Milne
• Momentos de la ecuación de transporte
• El equilibrio radiativo
• La aproximación de difusión
4. La atmósfera gris
• La ecuación de transporte en la aproximación gris y su solución formal
• La solución en a aproximación Eddington
• Aplicación a la estructura de temperatura en equilibrio termodinámico local (ETL)
• Aplicación al oscurecimiento al limbo
• Introducción al método de ordenadas discretas y su solución para n = 4
• Las variedades de opacidades promedios y sus usos
• El espectro del flujo en una atmósfera gris
5. Fuentes de la Opacidad
• Opacidad del continuo y de las líneas
• Teoría de transiciones ligada-ligada, relaciones de Einstein
• Teoría de transiciones ligada-libre, relaciones de Einstein-Milne
• Aplicación a hidrógeno (incluyendo transiciones libre-libre)
• Fuentes dominantes de la opacidad a diferentes frecuencias y temperaturas, contribución de H- , metales y dispersión
6. El equilibrio estadístico
• Derivación de las ecuaciones de ETL (Maxwell, Boltzmann, Saha)
• Métodos para resolver la ecuación de estado en ETL
• ¿Hasta dónde es válido el ETL?
• Las tasa de excitación/desexcitación y ionización/recombinación tanto radiativas como colisionales
• Tasas fuera de ETL
7. Modelos de atmósferas I
• El equilibrio hidrostático
• Modelos solares semi-empíricos
• Aplicación a otras estrellas (modelos solares escalados)
8. Introducción a la formación de líneas
• Mecanismos de ensanchamiento
• Teoría clásica de transferencia en líneas
• Las curvas del crecimiento
• Vientos estelares y la formación de perfiles P Cisne


2. APLICACIONES Y TEMAS AVANZADOS:
1. 1. Regreso a la ecuación de transferencia
• Métodos de solución en el caso no-gris (Rybicky, Feautrier)
• Acoplamiento con el equilibrio estadístico
• El método del operador - L aproximado
• El método de la linealización completa
2. Modelos de atmósferas II
• Modelos ETL de estrellas tempranas
• Efecto de la convección en estrellas tardías
• Efectos no-ETL en modelos de atmósferas
3. Atmósferas extendidas
• La atmósfera gris en geometría esférica
• La cromósfera y corona
4. La formación de líneas fuera de ETL
• Átomo de dos niveles
• Átomo de varios niveles
• La redistribución parcial en frecuencia
5. Atmósferas en movimiento
• Teoría de Sobolev
• La radiación-hidrodinámica de vientos estelares

TEXTOS

1. Böhm-Vitense, E., "An Introduction to Stellar Astrophysic. Volume II: Atmospheres", Cambridge University Press, Cambridge, RU, 1989.
2. Chandrasekhar, S. "Radiative Transfer", Dover, New York, 1960.
3. Collins, G.W. "The Fundamentals of Stellar Astrophysics", Freeman, New York, 1989.
4. Crivellari, L., Hubeny, I., & Hummer, D.G., eds. "Stellar Atmospheres: Beyond Classical Models", Kluwer, Dordrecht, Holanda, 1991.
5. Gray, D. "The Observation and Analysis of Stellar Photospheres" 2a. De. CUP. Cambridge, RU, 1992.
6. Mihalas, D. "Stellar Atmospheres" 2a. Ed. Freeman, New York, 1978. (Texto principal del curso)