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Academic Year/course: 2022/23

628 - Master's Degree in Physics of the Universe: Cosmology, Astrophysics, Particles and Astroparticles

68364 - Stellar astrophysics


Syllabus Information

Academic Year:
2022/23
Subject:
68364 - Stellar astrophysics
Faculty / School:
100 - Facultad de Ciencias
Degree:
628 - Master's Degree in Physics of the Universe: Cosmology, Astrophysics, Particles and Astroparticles
ECTS:
6.0
Year:
01
Semester:
First semester
Subject Type:
Optional
Module:
---

1. General information

1.1. Aims of the course

The subject and its expected outcomes respond to the following approaches and goals:

  • Familiarization with the conservation of energy and momentum, with the transport of energy and with the chemical composition in a star leading to the basic equations of the stellar structure
  • Learning how to deal with the ideal gas with radiation, with ionization, with the degenerate electron gas, with opacity and with nuclear energy production
  • Understanding of the early stellar evolution and the post-main-sequence evolution
    To have a look to the main characteristics of the compact objects

These approaches and objectives are aligned with the following Sustainable Development Goals (SDGs) of the United Nations 2030 Agenda (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), in such a way that the acquisition of the results of learning of the subject provides training and competence to contribute to some extent to its achievement: Goal 4: Quality education; Goal 5: Gender equality; 

1.2. Context and importance of this course in the degree

Since the beginning of the last century, contributions of many physicists and astronomers have allowed us to understand the structure of stars and their evolution. It could be said that Astrophysics started with the study of stars. And in spite of many years of work, it is still difficult to understand how the stars work. The idea of this subject is to present basic results in a simple and clear manner, as far as possible, which allow the pupil to go deeper into the topic.

 

1.3. Recommendations to take this course

The study of the structure and evolution of the stars requires knowledge from many physics disciplines. Nevertheless, only basic concepts of Thermodynamics, Optics, Atomic and Nuclear Physics, and so on are needed to follow this subject.

 

2. Learning goals

2.1. Competences

On passing the course, the student will be more competent to: 

  • join research teams as a researcher or skilled technician in areas of Cosmology, Astrophysics, Particles and Astroparticles.
  • analyze, treat and interpret experimental data obtained from experiments in the area of the degree.
  • face problems and theoretical developments in the field of the qualification.
  • learn to handle instruments and experimental methods used in the field of the degree.
  • tackle an investigation theme in more depth and know the latest developments and the current lines of research in the areas of Cosmology, Astrophysics, Particles and Astroparticles.
  • deal with the physics of the stars and their change in time.

 

2.2. Learning goals

To pass this course, the student should show the next results:

  • To understand the birth of the stars and the physical processes involved
  • To comprehend the physics of the star’s interior and how determines its evolution as a function of its mass
  • To understand the physics of the stellar atmospheres and how to interpret star spectra
  • To know the final phases of the stellar evolution and the variable and explosive phases

2.3. Importance of learning goals

This subject shows the basis to know how the star works. In this course, the student will have to deal with different disciplines of Physics; hence, he will strengthen his knowledge about them. Good learning goals will allow the student to deal with more complicated and specific models.

 

3. Assessment (1st and 2nd call)

3.1. Assessment tasks (description of tasks, marking system and assessment criteria)

The student will have to show that has reached the learning goals expected by the following evaluation activities:

  • Evaluation of reports and written works 20%
  • Evaluation of case study analysis, problem solving, questions and other activities 20%
  • Evaluation of oral presentations of works 10%
  • Evaluation of assessment test 30%
  • Evaluation of the observatory work 20%

The final mark will be obtained according to the above percentages. To pass the subject the final mark must be equal to or greater than 5.0.

Passing the subject by an unique global assessment
The subject has been designed for the students to attend on-site classes and carry out the assessment activities set out above. However, an assessment test will be provided to those students who have not carried out evaluation activities or have not passed them.

This global assessment will take place on the established dates by the Faculty of Sciences and will consist of problem solving which focuses on topics of the subject.

 

4. Methodology, learning tasks, syllabus and resources

4.1. Methodological overview

The methodology followed in this course is oriented towards achievement of the learning objectives. The learning process designed for this subject is based on:

  • Participatory master classes
  • Problem-based learning
  • Resolution of cases
  • Observational practices
  • Oral presentations of works
  • Written works
  • Tutoring
  • Small group work
  • Personal work and study
  • Evaluation tests

 

4.2. Learning tasks

The course includes the following learning task:

  1. Attendance and participation in master classes through either physical presence or virtual media: 20 presential hours.
  2. Case analysis, sharing of knowledge and debate on the content of the subject: 10 hours, 7 presential hours.
  3. Problem solving related to the content of the subject: 10 hours, 7 presential hours.
  4. Realization of observational practices: 20 horas, 18 presential hours.
  5. Realization and written presentation of works : 20 non-presential hours.
  6. Realization and oral presentation of works: 10 hours, 1 presential hours.
  7. Face-to-face or virtual tutoring: 10 hours, 4 presential hours.
  8. Self-study: 40 non-presential hours.
  9. Written or oral test of evaluation: 3 presential hours.
  10. Debates in discussion forums: 7 non-presential hours.

The teaching and evaluation activities will be carry out face to face unless, due to the health situation, the provisions issued by the competent authorities and by the University of Zaragoza oblige to carry them out telematically or by reduced duty rotas.

 

4.3. Syllabus

  1. The properties of stars: The masses and radii of stars. Classification of stars. Physical interpretation of stellar spectra. Color-magnitude diagrams

  2. Stellar structure: The basic equations. Properties of stellar matter. Simple stellar models

  3. Stellar evolution: Early stellar evolution. Post-main-sequence evolution. Final explosions and collapse

  4. Compact objects: White dwarfs. Neutron stars. Black holes

  5. Pulsating stars and Stellar rotation

 

4.4. Course planning and calendar

Further information concerning the timetable, classroom, assessment dates and other details regarding this course will be provided on the first day of class. Classes will begin and en don the dates indicated by the Faculty of Sciences.

 

4.5. Bibliography and recommended resources

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=68364


Curso Académico: 2022/23

628 - Máster Universitario en Física del Universo: Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astroparticulas

68364 - Astrofísica Estelar


Información del Plan Docente

Año académico:
2022/23
Asignatura:
68364 - Astrofísica Estelar
Centro académico:
100 - Facultad de Ciencias
Titulación:
628 - Máster Universitario en Física del Universo: Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astroparticulas
Créditos:
6.0
Curso:
01
Periodo de impartición:
Primer semestre
Clase de asignatura:
Optativa
Materia:
---

1. Información Básica

1.1. Objetivos de la asignatura

La asignatura y sus resultados previstos responden a los siguientes planteamientos y objetivos:

  • Familiarización con la conservación de energía y momento, con el transporte de energía y con la composición química en una estrella que conducen a las ecuaciones básicas de la estructura estelar.
  • Aprender a tratar con el gas ideal y radiación, con la ionización, con el gas de electrones degenerados, con la opacidad y con la producción de energía nuclear.
  • Conocimiento de la evolución estelar temprana y la evolución posterior a la secuencia principal.
  • Conocer las características principales de los objetos compactos.

Estos planteamientos y objetivos están alineados con los siguientes Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) de la Agenda 2030 de Naciones Unidas (https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/), de tal manera que la adquisición de los resultados de aprendizaje de la asignatura proporciona capacitación y competencia para contribuir en cierta medida a su logro: Objetivo 4: Educación de calidad; Objetivo 8: Trabajo decente y crecimiento económico; Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras;

1.2. Contexto y sentido de la asignatura en la titulación

Desde comienzos del siglo XX, la aportación de muchos físicos y astrónomos ha permitido ir conociendo la estructura y evolución estelar. Podemos decir que con el estudio de las estrellas, comenzó la Astrofísica. Y, a pesar de tantos años de trabajo, sigue siendo complicado entender cómo funcionan. La idea de esta asignatura es la de presentar los conocimientos básicos que se tienen de una manera simple y clara, en la medida de lo posible, que permitan al alumno profundizar en este tema.

1.3. Recomendaciones para cursar la asignatura

El estudio de la estructura y evolución de las estrellas requiere de conocimientos de muchas otras disciplinas de la Física. Se va a hacer uso de Termodinámica, Óptica, Física Atómica, Física Nuclear, entre otras. No obstante, solo unos conocimientos básicos de estas disciplinas van a ser necesarios para el seguimiento de esta asignatura.

2. Competencias y resultados de aprendizaje

2.1. Competencias

Al superar la asignatura, el estudiante será más competente para:

  • Integrarse como investigadores o técnicos cualificados en equipos de investigación en los ámbitos de Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astropartículas.
  • Analizar, tratar e interpretar datos experimentales obtenidos en experimentos de los ámbitos del Título.
  • Enfrentarse a problemas y desarrollos teóricos en los ámbitos del Título.
  • Aprender a manejar los instrumentos y métodos experimentales utilizados en el ámbito de Título.
  • Profundizar en un tema de investigación y conocer los avances más recientes y las actuales líneas de investigación en los ámbitos de Cosmología, Astrofísica, Partículas y Astropartículas.
  • Tratar la física de las estrellas y sus cambios en el tiempo.

2.2. Resultados de aprendizaje

El estudiante, para superar esta asignatura, deberá demostrar los siguientes resultados:

  • Entender el nacimiento de las estrellas y los procesos físicos involucrados.
  • Comprender la física del interior de las estrellas y cómo ésta determina la evolución de las mismas en función de su masa.
  • Comprender la física de las atmósferas estelares y saber interpretar los espectros de las estrellas.
  • Conocer las fases finales de la evolución estelar, así como las fases variables y explosivas en la vida de las estrellas.

2.3. Importancia de los resultados de aprendizaje

Al tratar con diferentes disciplinas de la Física aplicadas al estudio de las estrellas, va a afianzar los conocimientos que se tienen de ellas.
Esta asignatura presenta las bases para conocer cómo funcionan las estrellas. Unos buenos resultados de aprendizaje permitirán al alumno profundizar en modelos más complicados y más específicos.

3. Evaluación

3.1. Tipo de pruebas y su valor sobre la nota final y criterios de evaluación para cada prueba

El estudiante deberá demostrar que ha alcanzado los resultados de aprendizaje previstos mediante las siguientes actividades de evaluación:

  • Valoración de informes y trabajos escritos 20%.
  • Valoración de análisis de casos, resolución de problemas, cuestiones y otras actividades 20%.
  • Valoración de exposiciones orales de trabajos 10%
  • Valoración de las pruebas de evaluación 30%.
  • Evaluación del trabajo realizado en el observatorio 20%.

La nota final se obtendrá según el porcentaje asignado a cada actividad de evaluación. Para superar la asignatura esta nota final debe ser igual o superior a 5.

Superación de la asignatura mediante una prueba global única
La asignatura ha sido diseñada para estudiantes que asistan a las clases presenciales en el aula y en el laboratorio, y realicen las actividades de evaluación anteriormente expuestas. Sin embargo, habrá también una prueba de evaluación para aquellos estudiantes que no hayan realizado las actividades de evaluación o no las hayan superado.

Esta prueba de evaluación global se realizará en las fechas establecidas por la Facultad de Ciencias y consistirá en la resolución de problemas relacionados con los temas tratados en la asignatura.

4. Metodología, actividades de aprendizaje, programa y recursos

4.1. Presentación metodológica general

El proceso de aprendizaje que se ha diseñado para esta asignatura se basa en lo siguiente:

  • Clases magistrales participativas
  • Aprendizaje basado en problema
  • Resolución de casos
  • Prácticas observacionales
  • Exposiciones orales de trabajos
  • Trabajos escritos
  • Tutorías
  • Trabajo en pequeños grupos
  • Trabajo y estudio personal
  • Pruebas de evaluación

4.2. Actividades de aprendizaje

El programa que se ofrece al estudiante para ayudarle a lograr los resultados previstos comprende las siguientes actividades:

  1. Participación y asistencia a lecciones magistrales de forma presencial o telemática: 20 horas presenciales.
  2. Análisis de casos, puesta en común y debate sobre los contenidos de la asignatura: 10 horas, 7 presenciales.
  3. Resolución de problemas relacionados con los contenidos de la asignatura: 10 horas, 7 presenciales.
  4. Realización de prácticas observacionales: 20 horas, 18 presenciales.
  5. Realización y presentación escrita de trabajos: 20 horas no presenciales.
  6. Realización y presentación oral de trabajos: 10 horas, 1 presencial.
  7. Tutorías de forma presencial o telemática: 10 horas, 4 presenciales.
  8. Estudio individual: 40 horas no presenciales.
  9. Pruebas de evaluación escrita u oral: 3 horas presenciales.
  10. Debates en foro de discusión: 7 horas no presenciales.

Las actividades docentes y de evaluación se llevarán a cabo de modo presencial salvo que, debido a la situación sanitaria, las disposiciones emitidas por las autoridades competentes y por la Universidad de Zaragoza obliguen a realizarlas de forma telemática o semi-telemática con aforos reducidos rotatorios

4.3. Programa

  1. Propiedades de las estrellas: Masas y radios estelares. Clasificación de las estrellas. Interpretación física del espectro estelar. Diagramas color-magnitud.
  2. Estructura estelar: Las ecuaciones básicas. Propiedades de la materia estelar. Modelos simples de estrellas
  3. Evolución estelar: Evolución estelar temprana. Evolución posterior a la secuencia principal. Explosiones finales y colapso.
  4. Objetos compactos: Enanas blancas. Estrellas de neutrones. Agujeros negros.
  5. Estrellas pulsantes y rotación estelar.

4.4. Planificación de las actividades de aprendizaje y calendario de fechas clave

Calendario de sesiones presenciales y presentación de trabajos


Las fechas serán establecidas y anunciadas por los profesores al inicio del curso.

Las fechas y aulas de exámenes serán establecidas por la Facultad de Ciencias,

Las clases comenzarán y finalizarán en las fechas indicadas por la Facultad de Ciencias

4.5. Bibliografía y recursos recomendados

http://psfunizar10.unizar.es/br13/egAsignaturas.php?codigo=68364