Programas de las Asignaturas de
la Orientación
Astronomía
INTRODUCCION A LAS CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO
I
Curso Teórico-Experimental (5hs sem)
El curso consistirá en exposiciones orales de los
temas del curso (2 hs. sem) y la realización de experiencias de trabajo
práctico relativas a esos temas (3hs sem.). Las experiencias promoverán el
acercamiento del alumno a la metodología de trabajo científico a través de la
obtención de datos y su manipulación.
1)
INTRODUCCION: La Tierra como sistema. Historia de los conceptos
fundamentales. El enfoque sistémico de los procesos dinámicos en Ciencias de la
Tierra y el Espacio. Enfoques metodológicos: observación. Experimentación y
modelización.
2)
EL UNIVERSO: Leyes de la radiación. Origen y Evolución del Universo.
Galaxias y Estrellas. Nubes interestelares.
3) SISTEMAS
PLANETARIOS: El Sistema
Solar y los Planetas extrasolares. Origen y evolución. Origen del sistema
Tierra-Luna. Física solar y Clima Espacial.
4) EVOLUCION
Y ESTRUCTURA DE LA TIERRA:
La Tierra en el espacio. Esferas terrestres: Geosfera, Hidrosfera, Atmósfera,
Magnetosfera. Geosfera: rocas, sedimentos y suelos. Estructura de la
Tierra. Hidrosfera: corrientes oceánicas, interacción con la atmósfera y
criosfera. Atmósfera: Composición y estructura. Magnetosfera:
campos magnéticos. El viento solar y las tormentas magnéticas. Biosfera.
5)
EXPLORACION ESPACIAL. Sistema
de propulsión y navegación espacial. Satélites artificiales: tipos y órbitas.
Usos de la tecnología espacial. Exploración planetaria.
6)
ORIGEN DE LA VIDA: Condiciones prebióticas en la Tierra primitiva. El
caldo orgánico. La teoría de la panspermia.
7)
ERAS GEOLOGICAS: Las divisiones básicas. Extinciones masivas.
Glaciaciones. Ciclos de Milankovitch.
Ejemplo de experiencias
(se realizarán entre 6 y 8 experiencias a lo largo del curso):
Tema 2:
Profundidad óptica de una nube, La Constante Solar, Conteo de Galaxias, Materia oscura del halo galáctico, Estrellas
Binarias
Tema 3:
Perfil de densidad de la Nebulososa Solar, Planetas extrasolares, Cráteres de impacto
en la Luna
Tema 4:
Reconocimiento de minerales y rocas, Modelos de estructuras en la Litosfera, El
agujero de Ozono, Calentamiento atmosférico. Corrientes Oceánicas, Eyeccion
Coronal de Masa.
Tema 5:
Misiones Espaciales
Tema 6:
Lugares posibles de Vida
Bibliografía:
Astronomía
General,
D. Galadí y J. Gutierrez - Ed. Omega
Astronomy Today, C. McMillan - Ed. Prentice Hall
Encyclopedia of the Solar System, P. Weissman y otros - Ed. Academic Press
Cosmology a first course, M. Lachieze-Rey - Ed. Cambridge Univ. Press
Our Changing Planet, F. Mackenzie - Ed. Prentice Hall
Ciencias de la Tierra, E. Tarbuck y F. Lutgens - Ed. Prentice Hall
Earth: Evolution of a habitable world, J. Lunine - Ed. Cambridge Univ.
Press
Programas de la serie CLEA.
INTRODUCCION A LAS
CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO II
Curso Teórico-Experimental (5hs sem)
Idem carácterísticas que “INTRODUCCION A LAS CIENCIAS
DE LA TIERRA Y EL ESPACIO I”.
1) GEOSFERA:
Estructura interna de la tierra. Petrología. Sismología. Magnetismo y gravedad
terrestre. Tectónica de Placas. Volcanismo.
2) ATMOSFERA:
Definición. Composición. Balance de Energía. Estructura vertical. Escalas de
movimiento. La atmósfera como un gas ideal. Equilibrio hidrostático. Equilibrio
geostrófico. Circulación General.
3) HIDROSFERA:
Ciclos hidrológicos. Estados del agua. Sistemas acuáticos. Origen y composición
de los océanos. Escalas de variabilidad. Circulación oceánica.
4) MAGNETOSFERA:
Heliosfera y medio interplanetario: rayos cósmicos, gas interestelar y viento
solar. Magnetosferas. Plasma interplanetario e interacción con superficies,
magnetosferas y atmósferas. Cinturones de radiación. Tormentas geomagnéticas.
Clima espacial.
5) INTERACCIONES
dinámicas de las diferentes capas terrestres. El clima de la Tierra como acoplamiento
de procesos atmosféricos y oceánicos. Acoplamiento de procesos geofísicos y
biológicos. Biogeoquímica de ecosistemas. Los Ciclos.
6) PLANETOLOGIA
COMPARADA: Superficies e interiores de planetas terrestres. Núcleo, manto y
corteza. Esculpido de superficies: cráteres de impacto, vulcanismo, tectónica
erosión. Atmósferas de planetas terrestres. Agua en el sistema solar.
7) CAMBIO
GLOBAL: Alteraciones en los Ciclos del Carbono, Metano e Hidrológico.
Paleoclimas y Paleoambientes. Cambios a escala global y regional de los
ecosistemas terrestres. Dimensiones Humanas del Cambio Global. Procesos
catastróficos globales.
Experiencias:
Presentarán las mismas carácterísticas que las
experiencias de “INTRODUCCION A LAS CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO I”. Se realizarán entre 6 y 8 experiencias a lo
largo del curso. Además de las listadas anteriormente se pueden agregar
experiencias como:
Tectónica de Placas, Balance de energía atmosférico, Generación y pérdida de atmósferas, Procesos geológicos, El Ciclo del Carbono y el Cambio Global.
Bibliografía:
Idem que
“INTRODUCCION A LAS CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO I”.
Taller de CTE
Se pretende introducir al
estudiante en la metodología del tratamiento de datos con especial aplicación a
los temas de CTE. Se atenderá fundamentalmente los aspectos relacionados con la
comprobación de procesos físicos, el procesamiento de los datos, la
manipulación de instrumental y la comunicación de los resultados. En las
experiencias a desarrollar se introducirá la computadora como instrumento de
medida y cálculo, incorporando nociones de programación. Parte importante de
las experiencias introducirán al alumno en las herramientas de probabilidad y
estadística, con énfasis en temas como: distribución gaussiana, teoría del muestreo,
propagación de errores, linealización de curvas, método de mínimos cuadrados.
Se pondrá especial énfasis
en la redacción de los informes de laboratorio, como introducción al ejercicio
sobre la elaboración de artículos de investigación. Se realizarán entre 3 o 4
prácticas a lo largo del curso.
Bibliografía:
Se proveerá de las prácticas a realizar por los
estudiantes. Como bibliografía de referencia se usará la misma que en “INTRODUCCION A LAS CIENCIAS DE LA TIERRA Y EL ESPACIO
I”.
La
esfera celeste y sistemas de coordenadas. Tiempo sidereo y solar. Sistemas de
referencia y Sistema Local de Reposo (LSR). Coordenadas geocentricas:
refraccion, paralaje y aberracion diurnas. Modelo gravitacional terrestre. Geoide. Latitud geodetica, geocentrica y astronomica. La rotación terrestre.
Fenómenos geodinámicos: movimiento polar, mareas,
movimiento de placas. Coordenadas heliocentricas y baricentricas. Paralaje y
aberracion anual. Aberracion planetaria. Precesion y nutacion: precesión lunisolar y planetaria, precesión
general, nutacion lunisolar, nutacion en longitud y en oblicuidad. Tiempo:
tiempo atómico, Tiempo Universal, tiempo sidereo medio y aparente, ecuacion de
los equinoccios, tiempo dinámico, meridiano de efemérides, años trópico, civil,
sidéreo, anomalístico, epoca Juliana y Besseliana. Movimiento propio: caso
movimiento rectilineo, aceleracion de perspectiva, movimiento paraláctico y
peculiar. Coordenadas medias y aparentes:
posicion media, media estandar, verdadera, aparente, topocentrica.
Catalogos astrométricos y sistemas de referencia fundamentales. Movimiento y configuraciones planetarias,
computo de efemerides, periodo sinodico, fases, coordenadas planetograficas,
rotacion sinodica. Ocultaciones y eclipses. Satélites artificiales: orbitas y
usos. Sistemas
Satelitales de Navegación Global. Sistema de Información Georeferencial
Bibliografía:
"Spherical Astronomy", Green.
"Textbook on Spherical Astronomy",
Smart.
“Elementos de Astronomia de Posición”, Jose
Gregorio Portilla.
"Explanatory Supplement to The
Astronomical Almanac"
“Computational Spherical Astronomy”, Taff
“Linear Algebra, Geodesy, and GPS”, Gilbert Strang y Kai Borre“Geodesy and Gravity”, John Whar
PLANETOLOGÍA Y FISICA SOLAR
Propiedades físicas y dinamicas del sistema solar.
Poblaciones. El Sol: estructura, energia, actividad solar, heliosfera y entorno
galactico. Calentamiento solar y transporte de energia. Atmosferas planetarias:
estructura termica, efecto invernadero, composicion, meteorologia, evolucion y
clima. Superficies planetarias. Procesos geológicos: vulcanismo, tectonica,
craterizacion, erosion. Interiores planetarios: modelos, interiores de planetas
terrestre y satelites, interiores de planetas gigantes. Magnetosferas y medio
interplanetario. Clima Espacial. Meteoritos. Asteroides. Cometas. Anillos
planetarios. Formacion de estrellas y planetas: nebulosa solar, disco
protoplanetario, formacion de granos, planetesimales y embriones, formacion de
planetas terrestres y gigantes, migracion, rotacion y origen de satelites.
Sistemas extrasolares.
Bibliografía:
"Planetary Sciences", I. De Pater and
J. Lissauer
"Physics of
the Solar System", Bertotti y otros.
"Moons and Planets", Hartmann
"The New Solar System", J.K. Beatty,
Petersen and A. Chaikin
"Encyclopedia of the Solar System",
Weissman, McFadden and Johnson
"Encyclopedia of Planetary Sciences",
Shirley and Fairbridge
“Astronomia e Astrofísica”, Kepler de Souza y
Maria de Fatima Oliveira
ASTROFISICA ESTELAR
Conceptos astrofisicos generales. Generación y transporte de energia en estrellas. Escalas de tiempo estelares. Equilibrio hidrostático. Teorema del Virial. Efectos relativistas. Formación y evolución estelar. Tipos espectrales. Función de luminosidad. Propiedades de la materia. Ecuaciones de estado. Materia y radiación. Materia degenerada. Materia a altas temperaturas. Estructura estelar. La ecuación de equilibrio hidrostático. Modelos estelares simplificados. Politropos. Transporte de energia y radiación. Transporte radiativo. Opacidad y emisividad. La
ecuación de transferencia radiativa. Radiación del
cuerpo negro. Equilibrio radiativo. Absorción y scattering. La atmósfera solar.
Transporte de energía no radiativo. Propiedades atómicas de la materia. El
átomo de hidrógeno. Excitación térmica e ionización. La fórmula de Saha.
Probabilidad de transición. Opacidad de lineas. Opacidad en el continuo.
Ensanchamiento de lineas espectrales. La curva de crecimiento. Rotación
estelar. El perfil de rotación. Corrección estadística por proyección axial.
Rotación en estrellas de la secuencia principal. Interiores estelares. El gas
ideal. Electrones y fotones en estrellas. Reacciones a altas temperaturas.
Generación de energia. Conceptos fisicos de la fusión nuclear. Combustión nuclear
del hidrógeno y del helio. Combustión nuclear de núcleos más pesados. Evolución
estelar. Masa máxima y minima de una estrella. Formación de protoestrellas.
Enanas bancas: masa, radio y proceso de enfriamiento. Masa limite de
Chandrasekhar. Colapso de un carozo estelar. Supernovas. Estrellas de
neutrones. Agujeros negros.
Bibliografía
“Astrophysics I. Stars”, R. Bowers & T.
Deemíng, Jones & Bartlett Publishers, 1984.
“The Observation and Analysis of Stellar
Photospheres”, D.F. Gray, Wiley, 1976.
“The Physics of Stars”, A.C. Phillips, Wiley,
1994.
“The Stars”, E.L. Schatzmann & F. Praderie,
Springer, 1993.
“Stellar Structure and Evolution”, R.
Kippenhahn & A. Weigert, Springer 1990.
“Introduction to Stellar Astrophysics”, Vols. 2 y 3, Bohm-Vitense.
Movimiento central. Atracción newtoniana. Distribución contínua de materia. Potencial de un sólido y el caso planetario. Mareas y deformacion. Limite de Roche. Transferencia de momento angular. Problema de dos cuerpos. Órbitas baricéntrica y relativa. Órbita en el espacio. Cálculo de efemérides. Movimiento de un cohete. Transferencia de órbitas. Dinámica de vuelos espaciales. Poblema de tres cuerpos. Problema restringido. Integral de Jacobi. Criterio de Tisserand y velocidad relativa de encuentro. Superficies y curvas límite de Hill. Esfera de Hill. Puntos de equilibrio y estabilidad. Soluciones Lagrangeanas. Problema de N cuerpos. Ecuaciones de movimiento y las 10 integrales conocidas. Teorema del Virial. Función perturbadora. Esfera de influencia. Integración numérica de las ecuaciones de movimiento. Nociones de teoria de perturbaciones: ecuaciones planetarias de Lagrange, formulacion de Gauss. Algunos ejemplos de evolucion secular.
Bibliografía:
"Fundametals of Celestial Mechanics",
Danby.
"Orbital Motion", E. Roy
“Introduccion a la Mecanica Celeste”, Ignacio
Gonzalez Martinez-Pais
Materia
interestelar: procesos físicos en la componente gaseosa. Granos interestelares.
Nubes moleculares y formación estelar. Remanentes de supernova. Estructura de
la Vía Láctea. Galaxias: morfología y propiedades básicas. Dinámica de cúmulos
globulares y de Galaxias. Evolución galáctica . Nucleos activos de galaxias:
Seyfert, radiogalaxias, BL Lacertae, quasars.
Cosmologia:
expansion del universo, ley de Hubble, radiacion cosmica de fondo, factor de
escala, cosmologia newtoniana. Modelos de Friedman-Lemaitre, parametros
cosmologicos. Inflacion. Nucleosintesis primordial. Anisotropias en la
radiación cósmica de fondo. Formacion de estructuras.
Bibliografía:
"Astrophysics", Tomo II, Bowers y
Deeming
"Physics of the Galaxy and Interstellar
Matter", Scheffler y Elasser.
"Astrofisica Extragalactica", notas
de curso de Gastao Bierrenbach de Lima Neto
"Introducao a Cosmologia", Laerte
Sodre.
“The Milky Way as a Galaxy”, Gilmore y otros.
"Galactic Dynamics"- Binney &
Tremaine
"Astrophysics of Gaseous Nebulae and
Active Galactic Nuclei"- Osterbrock
"Principles of Physical Cosmology"-
Peebles & Peebles
Coleccion, deteccion y tratamiento de la informacion
astronomica. Optica de Fourier. Telescopios: optica y aberraciones.
Espectrometria. Efectos de la atmosfera: refraccion, extincion, seeing, PSF.
Detectores modernos: principios del CCD. Caracteristicas, propiedades,
electronica y ruido en el CCD. Reducción de imagenes CCD: bias, darks, flats.
Relacion señal/ruido. Visualizacion de imagenes. Procesamiento de imagenes:
deconvolucion, filtros. Astrometria. Fotometria. Espectroscopia. Manejo de
software para tratamiento de imagenes CCD. Manejo de efemerides, cartas,
catalogos, camara y telescopio.
Bibliografía:
“Observational Astrophysics”, P. Lena
“Introduction a la Theorie de l'Observation en
Astrophysique”, H. Reboul
“Astronomical Techniques”, C. Kitchin
“CCD Astronomy”, Christian Buil.
“Astronomical CCD Observing and Reduction
Techniques”, S. Howell, ASP Conference series Vol 23.
“An Introduction to Astronomical Photometry
Using CCDs”, W. Romanishin.
“The New CCD Astronomy”, R. Wodaski
“Handbook of CCD Astronomy”, S. Howell
“Astronomical Techniques”, W. Hiltner
Podrá ser de carácter teórico, experimental,
observacional o mixto y estará supervisado por un orientador. Durante el curso
el estudiante deberá realizar por lo menos una disertacion sobre estado de
avance del tema de su elección y presentará un trabajo monográfico final que
defendera en el examen donde pondrá de manifiesto capacidad crítica y un
conocimiento lo más completo posible de la bibliografía correspondiente.