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Ich bin auf der Suche nach den grundlegenden physikalischen Eigenschaften der Korona eines Sterns, hier einige Fragen, auf die ich gerne eine Antwort hätte, auch nur für eine Teilmenge davon:
- Ich weiß einiges über die Korona unserer Sonne, aber Wie typisch ist die Sonnenkorona?
- Gibt es eine Faustregel für die durchschnittliche Abmessungen der Korona, möglicherweise abhängig von der Masse oder anderen Parametern des Sterns? Ist es möglich, auf mindestens eine Größenordnung abzuschätzen, wie dick eine Hülle um einen Stern wäre, die höchstwahrscheinlich mit Plasma gefüllt wäre?
- Was sind die Hauptbestandteile des koronalen Plasmas?
- Wenn ich beabsichtige, die Korona als homogene Hülle zu modellieren (was definitiv eine starke Annahme ist), Wie groß sind die Zahlendichten der reichlich vorhandenen Teilchen?
Verbunden
Stellare Astrophysik
Die Bestimmung der räumlichen Ausdehnung und der physikalischen Eigenschaften von Sternkoronaen und assoziierten Magnetosphären ist von grundlegender Bedeutung für stellare Struktur- und Evolutionsstudien. Obwohl bei Röntgen- und UV-Untersuchungen der koronalen Emission von Sternen große Fortschritte erzielt wurden, sind Beobachtungen mit Radio Imaging (VLBI) von besonderer Bedeutung, da sie die einzige Möglichkeit bieten, koronale Strukturen direkt abzubilden
Doppelsterne vom späten Typ gehören zu den aktivsten Sternen, mit Röntgen- und Radioleuchtkräften, die 104 bis 106 größer sind als die Sonnenwerte. Das namensgebende nahe binäre Algol (B8V+K2IV, 28 pc) gehört zu den hellsten und nächstgelegenen Systemen der Algol-Klasse und ist daher gut geeignet, um koronale Strukturen zu untersuchen. Es ist auch ein Verfinsterungssystem, bei dem der inaktive B-Stern alle 2,8 Tage den aktiven K-Unterriesen verdeckt und eine praktische räumliche Maske bietet. Eklipsenbedeckungen wurden verwendet, um die Positionen, Größen und Dichten von zwei großen Röntgenstrahlen zu bestimmen, die sich beide in der Nähe des Randes des K-Unterriesen mit einer Skalenhöhe vom 0,1-fachen des K-Sternradius befanden.
Professor Mutel und die Doktoranden Evan Abbuhl und Christene Lynch haben ein Programm gestartet, um das HSA (High Sensitivity Array), ein globales Netzwerk von Radioteleskopen, die als einzelnes Interferometer verbunden sind, zu nutzen, um die Radiostruktur mehrerer relativ nahezu aktiver binärer Sternsysteme zu kartieren. Wir haben Algols Radiokorona in 6 Epochen von April bis August 2008 bei 15 GHz abgebildet. Die resultierenden Bilder zeigten klare Beweise für eine große mitrotierende Magnetschleifenstruktur, die auf den Massenschwerpunkt des Systems ausgerichtet war. Dies ist die erste direkte Abbildung einer stellaren Koronarschleife (abgesehen von der Sonne) und legt nahe, dass in engen Doppelsternen magnetische Strukturen durch die Anwesenheit eines Begleiters signifikant verändert werden.
Wir analysieren derzeit (Ende 2013) HSA-Beobachtungen des aktiven Systems (HR5110), um zu sehen, ob große korotierende koronale Schleifenstrukturen ein gemeinsames Merkmal aktiver Binärdateien sind.
Stellar Wind Studien
Sternwinde spielen in vielen Sternsystemen eine wichtige Rolle. Sie können hydrodynamisch oder durch Strahlung angetrieben werden und weisen einen erheblichen Massenverlust oder starke Wechselwirkungen mit ihrer Umgebung auf. Prof. Gayley erforscht die starken und dichten Winde sehr heißer Sterne. Diese Winde werden von der intensiven Strahlung des Sterns angetrieben und können Materie von ihrem Mutterstern mit einer Milliardefachen Geschwindigkeit als der Sonnenwind ausstoßen. Diese Winde sind voll von schwereren Elementen, die für Planeten und Leben benötigt werden, und sie rühren und komprimieren das interstellare Medium, was die Bedingungen für die spätere Sternentstehung beeinflusst. Prof. Gayley hat die grundlegenden Mechanismen untersucht, die diese Winde antreiben, wie ihre Linienprofile zur Interpretation ihrer Struktur verwendet werden können und wie in den Winden vorhandene Magnetfelder polarisierte Windemission induzieren können.
Ein aktuelles Projekt, an dem er mit dem Studenten Justin Parsons gearbeitet hat, ist, was passiert, wenn zwei solcher Winde in einem engen Doppelsternsystem mit heißen Sternen kollidieren. Solche Windkollisionen erzeugen Röntgenstrahlen emittierendes Gas und können Teilchen auf kosmische Strahlenenergien beschleunigen und auch als rotierende kosmische Stauberzeuger dienen, wenn sie sich spiralförmig stromabwärts abkühlen und abkühlen. In diesem Projekt wurde untersucht, wie die Strahlung eines Sterns den einfallenden Wind vor der Kollision verlangsamen kann und wie die Form des Bugstoßes verwendet werden kann, um die relative Stärke der beiden Winde entweder unter strahlungsabkühlenden oder adiabatischen Bedingungen abzuleiten. Zukünftige Arbeiten werden darauf abzielen, diese verschiedenen Prozesse in dynamische Simulationen an den Supercomputeranlagen der U. of Iowa einzubeziehen.
Das Foto mit der Bezeichnung WR104 rechts ist ein animierter Stapel der ersten gut aufgelösten Bilder des staubigen, infrarotleuchtenden Wolf-Rayet-Sterns WR 104, der eine elegante Wolke zeigt, die sich Hunderte von AE vom hellen Kern aus erstreckt und einer Flugbahn folgt, die eng mit einem Archimedische Spirale [klicken Sie auf das Bild, um die Animation zu sehen]. Der Ursprung dieser Geometrie ist einfach und sehr intuitiv: Material ist in einen sich gleichmäßig ausdehnenden kugelförmigen Wind eingebettet, der von den heißen Sternen im Herzen des Systems angetrieben wird, doch die Umlaufbewegung eines zentralen Doppelsternsystems verursacht einen rotierenden Wirbel, der in die Strömung eingebettet ist.
Aktuelle Papiere
Peterson, W.M. Mutel, R.L. Lestrade, J.-F. Güdel, M. Goss, W. M. 2011, Radioastrometrie der Tripelsysteme Algol und UX Arietis, Ap. J. 737,104P.
Peterson, W. Mutel, R., Gudel, M., amd Goss, M 2010, A Large Coronal Loop in the Algol System, Nature, 463, 207.
Themenbereiche von ASJC Scopus
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In: Physical Review D , Bd. 2, No. 103, Nr. 2, 023005, 06.01.2021.
Forschungsergebnis : Beitrag zu Zeitschrift › Artikel › peer-review
T1 - Ableitung der physikalischen Eigenschaften des Sternkollapses durch Gravitationswellendetektoren der dritten Generation
N1 – Informationen zur Finanzierung: Wir danken Adam Burrows, Daniel Finstad und Chris Fryer für hilfreiche Diskussionen. Die Autoren wurden durch die National Science Foundation Grants Nr. PHY-1707954, Nr. PHY-1836702 und Nr. PHY-2011655 unterstützt. Die Autoren danken dem Kavli Institute for Theoretical Physics für die Gastfreundschaft und die teilweise Unterstützung durch die National Science Foundation Grant No. PHY-1748958. Die Computerarbeit wurde von der Syracuse University und der National Science Foundation Grant No. OAC-1541396 unterstützt. Copyright des Herausgebers: © 2021 American Physical Society.
N2 - Galaktische Kernkollaps-Supernovae gehören zu den möglichen Quellen von Gravitationswellen. Wir untersuchen die Fähigkeit von Gravitationswellen-Observatorien, die Eigenschaften des kollabierenden Vorläufers aus den ausgestrahlten Gravitationswellen zu extrahieren. Wir verwenden Simulationen von Supernovae, die eine Vielzahl von Vorläuferkern-Rotationsraten und Kernzustandsgleichungen untersuchen und untersuchen die Fähigkeit aktueller und zukünftiger Observatorien, diese Eigenschaften mittels Gravitationswellenparameterschätzung zu bestimmen. Wir verwenden die Hauptkomponentenanalyse des Simulationskatalogs, um die dominanten Merkmale der Wellenformen zu bestimmen und eine Karte zwischen den gemessenen Eigenschaften der Wellenform und den physikalischen Eigenschaften des Vorläufersterns zu erstellen. Wir verwenden die Bayessche Parameterinferenz und die Parameterkarte, um Posterior-Wahrscheinlichkeiten für die physikalischen Eigenschaften bei einer Gravitationswellenbeobachtung zu berechnen. Wir demonstrieren unsere Methode an einer zufälligen Stichprobe des Wellenformkatalogs, die von der Konstruktion der Hauptkomponentenanalyse ausgeschlossen wurde, und schätzen das Verhältnis der kinetischen Kernrotationsenergie des Vorläufers zur potentiellen Energie (β) und der Post-Bounce-Oszillationsfrequenz. Für eine Supernova in der Entfernung vom galaktischen Zentrum (8,1 kpc) mit β=0,02 kann unsere Methode β mit einem 90% glaubwürdigen Intervall von 0,004 für Advanced LIGO schätzen, was sich für Cosmic Explorer, den vorgeschlagenen Detektor der dritten Generation, auf 0,0008 verbessert. Wir zeigen, dass unsere Methode auch die Post-Bounce-Oszillationsfrequenz des Protoneutronensterns mit einer Genauigkeit von 5 Hz (90% glaubwürdiges Intervall) extrahieren kann, wenn sich der Kern ausreichend schnell für eine Signalquelle innerhalb der Milchstraße dreht, die von Cosmic Explorer beobachtet wurde. Damit können wir die nukleare Zustandsgleichung einschränken. Für eine Supernova in der Entfernung von den Magellanschen Wolken (48,5 kpc) nimmt die Fähigkeit von Cosmic Explorer, diese Parameter zu messen, leicht auf 0,003 für die Rotation und 11 Hz für die Oszillationsfrequenz nach dem Aufprall (90% glaubwürdiges Intervall) ab. Quellen in Magellanschen Wolken mit β<0,02 sind zu weit entfernt, als dass Advanced LIGO diese Eigenschaften messen könnte.
AB - Galaktische Kernkollaps-Supernovae gehören zu den möglichen Quellen von Gravitationswellen. Wir untersuchen die Fähigkeit von Gravitationswellen-Observatorien, die Eigenschaften des kollabierenden Vorläufers aus den ausgestrahlten Gravitationswellen zu extrahieren. Wir verwenden Simulationen von Supernovae, die eine Vielzahl von Vorläuferkern-Rotationsraten und Kernzustandsgleichungen untersuchen und untersuchen die Fähigkeit aktueller und zukünftiger Observatorien, diese Eigenschaften mittels Gravitationswellenparameterschätzung zu bestimmen. Wir verwenden die Hauptkomponentenanalyse des Simulationskatalogs, um die dominanten Merkmale der Wellenformen zu bestimmen und eine Karte zwischen den gemessenen Eigenschaften der Wellenform und den physikalischen Eigenschaften des Vorläufersterns zu erstellen. Wir verwenden die Bayessche Parameterinferenz und die Parameterkarte, um Posterior-Wahrscheinlichkeiten für die physikalischen Eigenschaften bei einer Gravitationswellenbeobachtung zu berechnen. Wir demonstrieren unsere Methode an einer zufälligen Stichprobe des Wellenformkatalogs, die von der Konstruktion der Hauptkomponentenanalyse ausgeschlossen wurde, und schätzen das Verhältnis der kinetischen Kernrotationsenergie des Vorläufers zur potentiellen Energie (β) und der Post-Bounce-Oszillationsfrequenz. Für eine Supernova in der Entfernung vom galaktischen Zentrum (8,1 kpc) mit β=0,02 kann unsere Methode β mit einem 90% glaubwürdigen Intervall von 0,004 für Advanced LIGO schätzen, was sich für Cosmic Explorer, den vorgeschlagenen Detektor der dritten Generation, auf 0,0008 verbessert. Wir zeigen, dass unsere Methode auch die Post-Bounce-Oszillationsfrequenz des Protoneutronensterns mit einer Genauigkeit von 5 Hz (90% glaubwürdiges Intervall) extrahieren kann, wenn sich der Kern ausreichend schnell für eine Signalquelle innerhalb der Milchstraße dreht, die von Cosmic Explorer beobachtet wurde. Damit können wir die nukleare Zustandsgleichung einschränken. Für eine Supernova in der Entfernung von den Magellanschen Wolken (48,5 kpc) nimmt die Fähigkeit von Cosmic Explorer, diese Parameter zu messen, leicht auf 0,003 für die Rotation und 11 Hz für die Oszillationsfrequenz nach dem Aufprall (90% glaubwürdiges Intervall) ab. Quellen in Magellanschen Wolken mit β<0,02 sind zu weit entfernt, als dass Advanced LIGO diese Eigenschaften messen könnte.
Physikalische Kosmologie
Physikalische Kosmologie, besser bekannt als just Kosmologie, ist die größte Domäne der Astronomie und beschäftigt sich mit dem Ursprung und den Eigenschaften unseres Universums sowie seinem späteren Schicksal. Das aktuelle Standardmodell der Kosmologie, das Lambda-CDM-Modell, das ein Modell des Universums ist, in dem es eine kosmologische Konstante enthält, basiert auf Beobachtungen dessen, was wir sehen können, und aktuellen führenden Theorien.
Das spezifische Studium der Ursprünge und Entstehung des Universums wird Kosmogonie genannt.
Es ist nicht bekannt, ob sich etwas außerhalb unseres Universums befindet, wie beispielsweise Paralleluniversen in einer Art Multiversum, noch wurde bewiesen oder widerlegt, dass es eine Gottheit gibt, die das Universum erschuf. Kosmologien mit solchen Konzepten fallen in den Bereich der religiös, mythologischoder spekulative Kosmologie.
Menschen
Kontaktinformation:
Tufts-Universität
Physik und Astronomie
574 Boston Avenue
Raum 312E
Medford, MA 02155
Sachverstand
Astronomie Galaxienentstehung und -entwicklung Extragalaktische Durchmusterungen aktiver Galaxienkerne Nahinfrarot-Astronomie
Forschung
Zu verstehen, wie Galaxien entstehen und sich entwickeln, bedeutet zu verstehen, wie die winzigen Unterschiede in der Verteilung der Materie, die aus der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung abgeleitet werden, gewachsen sind und sich zu den Galaxien entwickelt haben, die wir heute sehen. Die Arbeitshypothese ist, dass sich Galaxien unter dem Einfluss der Schwerkraft bilden und die Galaxienentstehung als zweistufiger Prozess angesehen werden kann. Erstens führt die Schwerkraft der Dunklen Materie dazu, dass die winzigen Samen in der Materieverteilung mit der Zeit größer werden. Wenn sie massiver werden, wird die Gravitationsanziehung stärker, wodurch es für diese Strukturen einfacher wird, zusätzliche Materie anzuziehen. Wenn die Strukturen der Dunklen Materie wachsen, ziehen sie auch das Gas aus Wasserstoff und Helium an, das der Hauptbestandteil für die Bildung von Sternen und damit für die Bildung des stellaren Inhalts von Galaxien ist. Die Bildung des stellaren Inhalts in diesen Strukturen der Dunklen Materie beinhaltet viele physikalische Prozesse, die viel komplizierter sind und aus theoretischer Sicht kaum verstanden werden. Zu diesen physikalischen Prozessen gehören beispielsweise die Abkühlung und der Kollaps von Gas zu Sternen, der Prozess der Sternentstehung selbst, die Verschmelzung von Galaxien, Rückkopplungen von der Sternentstehung und von aktiven supermassiven Schwarzen Löchern.
Astronomie (ASTR)
Eine Einführung in den Inhalt und die grundlegenden Eigenschaften des Kosmos. Themen sind Planeten und andere Objekte des Sonnensystems, die Sonne, normale Sterne und interstellares Medium, Geburt und Tod von Sternen, Neutronensterne und Schwarze Löcher. Voraussetzung oder Voraussetzung: ASTR� oder ASTR�H. (In der Regel angeboten: Herbst)
Dieser Kurs entspricht ASTR�L.
ASTR�. Survey of the Universe (ACTS-Äquivalenz = PHSC 1204 Lecture). 3 Stunden.
Eine Einführung in den Inhalt und die grundlegenden Eigenschaften des Kosmos. Zu den Themen gehören Planeten und andere Objekte des Sonnensystems, die Sonne, normale Sterne und interstellares Medium, Geburt und Tod von Sternen, Neutronensterne, Pulsare, Schwarze Löcher, die Galaxie, Galaxienhaufen und Kosmologie. Voraussetzung: ASTR�L oder ASTR�M. (In der Regel angeboten: Herbst, Frühling und Sommer)
ASTR�H. Honors Survey of the Universe. 3 Stunden.
Eine Einführung in den Inhalt und die grundlegenden Eigenschaften des Kosmos. Zu den Themen gehören Planeten und andere Objekte des Sonnensystems, die Sonne, normale Sterne und interstellares Medium, Geburt und Tod von Sternen, Neutronensterne, Pulsare, Schwarze Löcher, die Galaxie, Galaxienhaufen und Kosmologie. Voraussetzung: ASTR�M. (In der Regel angeboten: Herbst)
Dieser Kurs entspricht ASTR�.
ASTR�. Astrophysik I: Sterne und Planetensysteme. 3 Stunden.
Eine Einführung in die Astrophysik, die Sternstruktur und -entwicklung, die Eigenschaften des Sonnensystems und extrasolare Planetensysteme umfasst. Voraussetzung: PHYS� oder CHEM�. (In der Regel angeboten: Herbst ungerade Jahre)
ASTR�. Astrophysik II: Galaxien und das großräumige Universum. 3 Stunden.
Eine Einführung in die Astrophysik über das interstellare Medium, die Milchstraße, die extragalaktische Astronomie und eine Einführung in die Kosmologie. Voraussetzung: ASTR�. (In der Regel angeboten: Frühling gerade Jahre)
ASTR�. Kosmologie. 3 Stunden.
Eine Einführung in die moderne Urknall-Kosmologie. Der Kurs behandelt den Ursprung, die Entwicklung und die Struktur des Universums, basierend auf der Relativitätstheorie. Voraussetzung: PHYS� oder CHEM�. (In der Regel angeboten: Spring Odd Years)
ASTR�. Datenanalyse und Computing in der Astronomie. 3 Stunden.
Studium der statistischen Analyse großer Datensätze, die in den Naturwissenschaften vorherrschen, mit Schwerpunkt auf astronomischen Daten und Problemen. Inklusive Rechenlabor 1 Stunde pro Woche. Voraussetzung: Lab-Komponente. Voraussetzung: PHYS�. (In der Regel angeboten: Gerade Herbstjahre)
ASTR�. Astrophysik I: Sterne und Planetensysteme. 3 Stunden.
Eine Einführung in die Astrophysik, die Sternstruktur und -entwicklung, die Eigenschaften des Sonnensystems und extrasolare Planetensysteme umfasst. (In der Regel angeboten: Herbst ungerade Jahre)
Dieser Kurs ist mit SPAC� kreuzgelistet.
ASTR�. Astrophysik II: Galaxien und das großräumige Universum. 3 Stunden.
Eine Einführung in die Astrophysik über das interstellare Medium, die Milchstraße, die extragalaktische Astronomie und eine Einführung in die Kosmologie. Voraussetzung: ASTR� oder SPAC�. (In der Regel angeboten: Frühling gerade Jahre)
ASTR�. Kosmologie. 3 Stunden.
Eine Einführung in die moderne physikalische Kosmologie, die den Ursprung, die Entwicklung und die Struktur des Universums behandelt, basierend auf der Relativitätstheorie. (In der Regel angeboten: Spring Odd Years)
ASTR�. Datenanalyse und Computing in der Astronomie. 3 Stunden.
Studium der statistischen Analyse großer Datensätze, die in den Naturwissenschaften vorherrschen, mit Schwerpunkt auf astronomischen Daten und Problemen. Inklusive Rechenlabor 1 Stunde pro Woche. Voraussetzung: Lab-Komponente. (In der Regel angeboten: Gerade Herbstjahre)
ASTR�. Relativitätstheorie. 3 Stunden.
Konzeptioneller und mathematischer Aufbau der speziellen und allgemeinen Relativitätstheorie mit ausgewählten Anwendungen. Kritische Analyse der Newtonschen Mechanik Relativistische Mechanik und Elektrodynamik Tensoranalyse Kontinuierliche Medien- und Gravitationstheorie. (In der Regel angeboten: Gerade Herbstjahre)
Sternchromosphären
Stellare Chromosphären und Übergangsregionen enthalten das Gas mit moderater Temperatur (5.000-500.000 K), das sich zwischen Photosphäre und Korona befindet. Diese Regionen werden am besten anhand der Emissionslinien untersucht, die sie im Ultraviolett emittieren. Wir analysieren HST-Spektren aktiver Spättypsterne und Doppelsternsysteme, um Modelle für diese Sterne zu entwickeln, die mit den Daten übereinstimmen. Von besonderem Interesse sind Sterne, die aufflackern, binäre Systeme vom RS-CVn-Typ, M-Zwerge und Wirtssterne von exoplanetaren Systemen. Die obige Abbildung zeigt einen Teil der fern-ultravioletten Spektren von sieben Zwergsternen, die mit der Raumsonde Far Ultraviolet Explorer (FUSE) beobachtet wurden, und ein Vergleichs-Sonnenspektrum, das mit dem SUMER-Instrument auf SOHO aufgenommen wurde. Wichtige Emissionslinien von H I (Lyman-Reihe), He II, C II, C III, O VI und S VI, die in den Chromosphären und Übergangsbereichen dieser Sterne zwischen 8.000 K und 300.000 K gebildet wurden, sind eingezeichnet. Ebenfalls gezeigt ist die Fe XVIII-Linie bei 977 A, die sich in der Korona dieser Sterne gebildet hat. Wir analysieren diese Daten, um die Dynamik und das Energiegleichgewicht in diesen stellaren Atmosphären zu verstehen.
Astronomiekurse
Allgemeine Einführung in die Astronomie für nichtwissenschaftliche Studiengänge. Das Sonnensystem, Sterne, Galaxien und Kosmologie. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Anrechenbar ist nur eines: Astronomie 301, 302, 303, 307. Darf nicht auf ein Studium an der Naturwissenschaftlichen Hochschule angerechnet werden.
AST𧅥L. Astronomie-Entdeckungslabor.
Für nichtwissenschaftliche Studiengänge. Praktische Projekte in der beobachtenden Astronomie und verwandten Labordisziplinen. Die Schüler arbeiten in Kleingruppen. Drei Laborstunden pro Woche für ein Semester. Darf nicht angerechnet werden von Studenten mit Credits für Astronomie 103L. Voraussetzung: Kredit oder Registrierung für Astronomy 301.
AST𧈮. Einführung in die Astronomie im Selbststudium.
Allgemeine Einführung in die Astronomie im eigenen Tempo für nichtwissenschaftliche Hauptfächer. Das Sonnensystem, Sterne, Galaxien und Kosmologie. Selbstgesteuert. Anrechenbar ist nur eines: Astronomie 301, 302, 303, 307. Darf nicht auf ein Studium an der Naturwissenschaftlichen Hochschule angerechnet werden.
AST𧈯. Einführung in die Astronomie mit Himmelsbeobachtungen.
Allgemeine Einführung in die Astronomie für nichtwissenschaftliche Studiengänge. Das Sonnensystem, Sterne, Galaxien und Kosmologie. Führt die Schüler in den Nachthimmel ein und beinhaltet einige Beobachtungsaktivitäten. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Anrechenbar ist nur eines: Astronomie 301, 302, 303, 307. Darf nicht auf ein Studium an der Naturwissenschaftlichen Hochschule angerechnet werden.
AST𧅧L (TCCN: ASTR 1103, PHYS 1103). Astronomische Beobachtungen.
Für nichtwissenschaftliche Studiengänge. Beobachtungen des Nachthimmels mit bloßem Auge und kleinen Teleskopen Indoor-Laboraktivitäten. Zwei Laborstunden pro Woche für ein Semester. Darf nicht angerechnet werden von Studierenden mit Credits für Astronomie 101L, 302 oder 303. Voraussetzung: Credits oder Anmeldung für Astronomie 301 oder 307.
AST𧅨. Grundseminar Astronomie.
Entwickelt für Astronomie-Majors. Diskussionen über die aktuelle astronomische Forschung mit unterschiedlichen Schwerpunkten jedes Semesters. Eine Vorlesungsstunde pro Woche für ein Semester. Kann zweimal wiederholt werden, wenn die Themen variieren. Wird nur auf Pass/Fail-Basis angeboten.
AST𧈳. Einführung in die Astronomie.
Einführung in die Astronomie für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften. Das Sonnensystem, Sterne, Galaxien und Kosmologie. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Es darf nur einer der folgenden Punkte angerechnet werden: Astronomie 301, 302, 303, 307. Voraussetzung: Mathematik 305G oder Äquivalent oder Zustimmung des Lehrbeauftragten Gymnasium Trigonometrie und Physik werden empfohlen.
AST𧈵. Themen der Astronomie für nichtwissenschaftliche Studenten.
Ausgewählte Themen der modernen Astronomie: Sonnensystem, Galaxien, besondere Sterne, Kosmologie und andere. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Darf nicht auf ein Studium der Naturwissenschaftlichen Fakultät angerechnet werden. Kann für Credits wiederholt werden, wenn die Themen variieren. Voraussetzung: Astronomie 301, 302 oder 303.
Thema 1: Populäre Astronomie. Überblick über Themen von größtem Interesse für die Öffentlichkeit und die Medien, darunter neue Planeten, Schwarze Löcher, Dunkle Materie, Dunkle Energie und der Ursprung des Universums.
AST𧈵C. Geburt von Sternen und Planeten.
Studie zur Entstehung von Sternen und Planeten, einschließlich Diskussionen über die Auswirkungen auf die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems. Konzipiert für Nicht-College of Natural Sciences-Majors. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Astronomie 309 (Thema: Geburt von Sternen und Planeten) und 309C dürfen nicht zusammengezählt werden. Darf nicht auf ein Studium der Naturwissenschaftlichen Fakultät angerechnet werden. Voraussetzung: Astronomie 301 oder 307.
AST𧈵G. Beliebte Astronomie für nichtwissenschaftliche Studenten.
Zu den Themen gehören neue Planeten, Neutronensterne, Supernovae, Gammastrahlenausbrüche, Schwarze Löcher, Dunkle Materie, Dunkle Energie und der Ursprung des Universums. Konzipiert für Nicht-College of Natural Sciences-Majors. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Astronomy 309 (Thema 1: Popular Astronomy) und 309G dürfen nicht beide gezählt werden. Darf nicht auf ein Studium der Naturwissenschaftlichen Fakultät angerechnet werden. Voraussetzung: Astronomie 301 oder 307.
AST𧈵L. Suche nach Außerirdisches Leben.
Entstehung des Lebens im Sonnensystem, Existenz anderer Planetensysteme, Möglichkeiten und Techniken zur Erkennung und Kommunikation mit anderen Intelligenzen. Konzipiert für Nicht-College of Natural Sciences-Majors. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Darf nicht auf ein Studium der Naturwissenschaftlichen Fakultät angerechnet werden. Voraussetzung: Astronomie 301 oder 307.
AST𧈵N. Leben und Sterben von Sternen.
Wie Sterne leben und sterben Extreme von Sternen und ihre Lebenszyklen. Exotische Objekte wie Weiße Zwerge, Supernovae, Neutronensterne, Pulsare und Schwarze Löcher. Spezifische Themen können je nach Lehrer variieren. Konzipiert für Nicht-College of Natural Sciences-Majors. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Darf nicht auf ein Studium der Naturwissenschaftlichen Fakultät angerechnet werden. Voraussetzung: Astronomie 301 oder 307.
AST𧈵P. Astronomie in der Science-Fiction.
Die Verwendung von Astronomie und anderen Wissenschaften in der Science-Fiction-Literatur. Kritische Analyse ausgewählter Romane hinsichtlich der Validität der verwendeten Astronomie. Konzipiert für Nicht-College of Natural Sciences-Majors. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Voraussetzung: Astronomie 301, 302 oder 303.
AST𧈵Q. Zeit und Kosmos.
Vom Beginn der Zeit im Urknall bis zum Ende der Zeit im Schwarzen Loch. Beinhaltet das frühe Universum, die Entstehung und Entwicklung von Einzel- und Doppelsternen und die superkompakten Objekte, zu denen sie schließlich werden: Weiße Zwerge, Pulsare und Schwarze Löcher. Konzipiert für Nicht-College of Natural Sciences-Majors. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Darf nicht auf ein Studium der Naturwissenschaftlichen Fakultät angerechnet werden. Voraussetzung: Astronomie 301 oder 307.
AST𧈵R. Galaxien, Quasare und das Universum.
Galaxien, Quasare, riesige Schwarze Löcher kosmische Evolution den Ursprung und die Zukunft des Universums. Konzipiert für Nicht-College of Natural Sciences-Majors. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Darf nicht auf ein Studium der Naturwissenschaftlichen Fakultät angerechnet werden. Voraussetzung: Astronomie 301 oder 307.
AST𧈵S (TCCN: ASTR 1304, ASTR 1404, PHYS 1304, PHYS 1404). Das Sonnensystem.
Die Natur, der Ursprung und die Entwicklung unseres Sonnensystems, einschließlich Planeten, Monde und anderer Körper. Konzipiert für Nicht-College of Natural Sciences-Majors. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Darf nicht auf ein Studium der Naturwissenschaftlichen Fakultät angerechnet werden. Voraussetzung: Astronomie 301 oder 307.
AST𧈵T. Die Milchstraße.
Unser Spiralsystem der Sternen-, Gas- und Staubsternbildung. Konzipiert für Nicht-College of Natural Sciences-Majors. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Voraussetzung: Astronomie 301 oder 307.
AST𧅮C, 210C, 310C. Konferenzkurs in Astronomie.
Beschränkte Immatrikulation Wenden Sie sich an den Fachbereich, um eine Zulassung zu erhalten. Selbstständiger Forschungskurs mit Betreuung durch ein Mitglied der Fakultät für Astronomie oder einen Wissenschaftler. Für jede erworbene Semesterwochenstunde ist das Äquivalent einer Vorlesungsstunde pro Woche für eine zu vereinbarende Semesterwochenstunde. Kann für Kredit wiederholt werden.
AST𧅮K, 210K, 310K. Themen der Astronomieforschung.
Entwickelt für naturwissenschaftliche und technische Studiengänge. Für jede erworbene Semesterwochenstunde ist das Äquivalent einer Vorlesungsstunde pro Woche für eine zu vereinbarende Semesterwochenstunde. Kann für Credits wiederholt werden, wenn die Themen variieren. Voraussetzung: Zustimmung des Dozenten oder Beraters.
AST𧅷S, 219S, 319S, 419S, 519S, 619S, 719S, 819S, 919S. Themen der Astronomie.
Dieser Kurs dient der Erfassung von Credits, die der Student während der Immatrikulation an einer anderen Institution in einem vom Auslandsstudienbüro der Universität verwalteten Programm erworben hat. Die Anrechnung erfolgt nach Zuweisung durch den Auslandsstudienberater im Fachbereich Astronomie. Studienleistungen werden für Leistungen in einem Austauschprogramm vergeben und können als Studienleistungen angerechnet werden. Anrechnungspunkte werden für Arbeiten in einem angegliederten Studiengang vergeben. Kann für Credits wiederholt werden, wenn die Themen variieren.
Oberstufenkurse
AST𧉁. Aktuelle Probleme der Astronomie.
Für nichtwissenschaftliche Studiengänge. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Kann für Credits wiederholt werden, wenn die Themen variieren. Voraussetzung: Oberklasse Stehend und Astronomie 301, 302, 303 oder Zustimmung des Ausbilders.
AST𧉄. Ursprünge: Das Universum, Sterne, Planeten und Leben.
Für nichtwissenschaftliche Studiengänge. Kosmische Ursprünge vom Urknall bis zum Leben und die Verbindungen zwischen den Ursprüngen von Sternen, Planeten und Leben. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Voraussetzung: Oberklasse Stehend und Astronomie 301, 302, 303 oder Zustimmung des Ausbilders.
AST𧆁S, 229S, 329S, 429S, 529S, 629S, 729S, 829S, 929S. Themen der Astronomie.
Dieser Kurs dient der Erfassung von Credits, die der Student während der Immatrikulation an einer anderen Institution in einem vom Auslandsstudienbüro der Universität verwalteten Programm erworben hat. Die Anrechnung erfolgt nach Zuweisung durch den Auslandsstudienberater im Fachbereich Astronomie. Studienleistungen werden für Leistungen in einem Austauschprogramm vergeben und können als Studienleistungen angerechnet werden. Anrechnungspunkte werden für Arbeiten in einem angegliederten Studiengang vergeben. Kann für Credits wiederholt werden, wenn die Themen variieren.
AST𧉞L. Geschichte und Philosophie der Astronomie.
Historischer Einfluss astronomischer Konzepte auf das soziale, wirtschaftliche, literarische und wissenschaftliche Leben Der Platz der Astronomie in der Gesellschaft. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Voraussetzung: Oberklasse Stehend und Astronomie 301, 302, 303 oder Zustimmung des Ausbilders.
AST𧉟. Astronomische Instrumentierung.
Ein praktischer Kurs in computergesteuerter optischer Instrumentierung. Für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften, die sich für die praktischen Aspekte der Instrumentenkonstruktion und -konstruktion interessieren. Umfasst Optik und optisches Design, Elektronik, Bearbeitung und mechanisches Design sowie Computerschnittstellen. Die Studierenden entwickeln in Gruppen und Teams ein computergesteuertes optisches Instrument. Das entspricht drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Voraussetzung: Oberstufe des College of Natural Sciences oder der Cockrell School of Engineering oder Zustimmung des Dozenten.
AST𧉠K. Sternenastronomie.
Eigenschaften von Sternen und Sternenlicht: Prinzipien der Strahlungsinterpretation von Sternspektren. Beobachtungstechniken wie Photometrie, Spektroskopie und Teleskope und Detektoren variable Sterne Doppelsterne. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Voraussetzung: Oberstufe stehend und eines der folgenden: Physik 301 und 303L 301 und 316 303K und 303L oder 303K und 316.
AST𧉠L. Positions-, dynamische und kinematische Astronomie.
Koordinatensysteme und Zeitstellarpositionen und -bewegungen die Kinematik und Dynamik von Sternhaufen und Galaxien. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Voraussetzung: Kredit oder Anmeldung für Mathematik 427K.
AST𧆘M. Labor für stellare Astronomie.
Eine Einführung in praktische Beobachtungstechniken in der Astronomie, die für Astronomie-Hauptfächer oder fortgeschrittene Studenten einer physikalischen Wissenschaft entwickelt wurde. Übungen zur Spektroskopie, Photometrie und Position von Sternen mit einem 16-Zoll-Teleskop auf dem Campus. Drei Laborstunden pro Woche für ein Semester. Mit Zustimmung des Dozenten, kann zur Anrechnung wiederholt werden. Voraussetzung: Physics 316 und 116L Credit oder Registrierung für Astronomy 352K wird empfohlen.
AST𧉡. Astrophysik.
Überblick über die Physik stellarer und nichtstellarer Strahlungsgesetze, stellarer Atmosphären und Innenräume Hochenergie-Astrophysik. Entwickelt für naturwissenschaftliche und technische Studiengänge. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Voraussetzung: Eine der folgenden: Physik 301 und 303L 301 und 316 303K und 303L oder 303K und 316.
AST𧉦. Galaxien und das Universum.
Unsere Galaxie und ihre Bestandteile Sterne und interstellare Materie. Eigenschaften anderer Galaxien Galaxieninteraktionen und -verschmelzungen Expansion und Entwicklung des Universums. Entwickelt für naturwissenschaftliche und technische Studiengänge. Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Voraussetzung: Oberstufe stehend und eines der folgenden: Physik 301 und 303L 301 und 316 303K und 303L oder 303K und 316.
AST𧉬P. Planetensysteme.
Moderne Studien des Sonnensystems, einschließlich der Eigenschaften der Planeten und kleinerer Körper sowie der Entstehung von Planetensystemen Drei Vorlesungsstunden pro Woche für ein Semester. Astronomie 364 und 364P dürfen nicht beide gezählt werden. Voraussetzung: Oberstufe stehende Physik 316 oder 303L und Astronomie 307, 352K oder 353.
AST𧉯M. Physikalische Wissenschaft: Methoden der Astronomie.
Wie Physik 367M. Ein einführender Kurs im Selbststudium in die Methoden der Astronomie, der das Erlernen astronomischer Prinzipien durch Beobachtungen betont. Sechs Laborstunden pro Woche für ein Semester. Darf nicht auf den Bachelor of Arts Plan I mit Schwerpunkt Astronomie angerechnet werden. Voraussetzung: Oberstufenstudium und neun Semesterstunden Mathematik und/oder Naturwissenschaften, davon eines der folgenden: Physikalische Wissenschaften 303, 304, Astronomie 301, 302, 303. Gleichwertige Vorbereitung in Mathematik, Physik, Chemie oder Geowissenschaften kann mit schriftlicher Zustimmung der Lehrkraft ersetzt werden.
AST𧆯, 275, 375. Themen der Astronomieforschung.
Entwickelt für naturwissenschaftliche und technische Studiengänge. Für jede erworbene Semesterwochenstunde ist das Äquivalent einer Vorlesungsstunde pro Woche für eine zu vereinbarende Semesterwochenstunde. Kann für Credits wiederholt werden, wenn die Themen variieren. Voraussetzung: Zustimmung des Dozenten oder Beraters.
AST𧆯C, 275C, 375C. Conference Course in Astronomy.
Restricted enrollment contact the department for permission to register. Independent research course with astronomy faculty member or research scientist. For each semester hour of credit earned, the equivalent of one lecture hour a week for one semester hours to be arranged. Kann für Kredit wiederholt werden.
AST𧉸. Special Topics in Advanced Astronomy.
Designed for science majors. Three lecture hours a week for one semester. Up to six semester hours may be counted toward the major requirement for the Bachelor of Arts with a major in astronomy. May be repeated for credit when the topics vary. Prerequisite: Upper-division standing and consent of instructor.
Topic 1: Observational Methods in Astronomy. A hands-on course in astronomical observations and data analysis. Explores astronomical observing techniques, data reduction and analysis, and interpretation of results. The coursework will include regular exercises in obtaining and analyzing data to solve currently relevant astronomical problems. Additional prerequisite: Astronomy 376R with a grade of at least C-.
AST𧉸C. Cosmology.
The laws of physics applied to the Universe at large: its featureless beginning in the Big Bang, its fundamental constituents including radiation, atoms, and dark matter the discoveries of universal expansion and dark energy, and a structure reflected in the web of galaxies. Designed for science and engineering majors. Three lecture hours a week for one semester. Astronomy 376 (Topic: Cosmology) and 376C may not both be counted. Prerequisite: Upper-division standing, and one of the following: Physics 301 and 303L 301 and 316 303K and 303L or 303K and 316.
AST𧉸R. A Practical Introduction to Research Methods.
Restricted to science and engineering majors. Practical exercises including analysis of imaging data, visualization, programming exercises with Python, IDL or other languages, statistical analyses, and training for papers and oral presentations. Three lecture hours a week for one semester. Astronomy 376 (Topic: Practical Intro to Research) and 376R may not both be counted. Prerequisite: Mathematics 305G or the equivalent prior computing experience and an introductory astronomy course are recommended.
AST𧉻H. Honors Tutorial Course.
Restricted to science majors approved to graduate with honors. Research project and thesis for students electing to take the honors program in astronomy. Conference course. May be repeated once for credit. Prerequisite: Consent of the departmental honors adviser.
Graduate Courses
AST𧉼E. Radiative Processes and Radiative Transfer.
Classical and quantum radiative processes relevant to astrophysics basic radiative transfer. Three lecture hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧉽. Topics in Theoretical Astrophysics.
Three lecture hours a week for one semester. May be repeated for credit when the topics vary. Prerequisite: Graduate standing.
AST𧉽C. Gravitational Dynamics.
Orbital, collective, and tidal effects of astronomical objects, such as planets, stars, galaxies, and interstellar medium, under the influence of a gravitational field. Three lecture hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧉽S. Seminar in Theoretical Astrophysics.
Topics to be announced. Three lecture hours a week for one semester. Kann für Kredit wiederholt werden. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧉾C. Astrophysical Gas Dynamics.
The basic principles of compressible gas dynamics and magnetohydrodynamics, developed and applied in an astrophysical context to a wide range of astronomical phenomena. Three lecture hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing in astronomy or physics, or graduate standing and consent of instructor.
AST𧉿. Topics in Stellar Astronomy.
Three lecture hours a week for one semester. May be repeated for credit when the topics vary. Prerequisite: Graduate standing.
AST𧉿C. Stellar Atmospheres.
Observational properties of stellar atmospheres theoretical calculations of stellar atmospheres and stellar spectra. Three lecture hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧉿D. Stellar Structure and Evolution.
Theoretical calculations of the structure and evolution of stars. Three lecture hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧉿L. Seminar in Planets and Life.
Discussions concerning the solar system the detection, formation, and evolution of planets planetary atmospheres, climates, and meteorology and various aspects of life in the universe. Three lecture hours a week for one semester. Kann für Kredit wiederholt werden. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧉿T. Seminar in Stellar Astronomy.
Three lecture hours a week for one semester. Kann für Kredit wiederholt werden. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊀T. Current Studies in Astronomy for Teachers.
Lectures and laboratory work in astronomy for elementary and secondary school teachers of earth science, physical science, or astronomy. Three lecture hours and twelve laboratory hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊁. Conference Course.
Three conference hours a week for one semester. May be repeated for credit when the topics vary. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧆹C. Conference on Modern Astronomy.
A broad introduction to the research being conducted by the faculty and research staff in astronomy. One lecture hour a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊂. Extragalactic Astronomy.
Topics include classification of galaxies, distance indicators, luminosities, dimensions, colors, spectra, polarization, radio emission, rotation, masses formation and evolution pairs, groups, clusters, superclusters, large-scale distribution, redshifts, cosmology. Three lecture hours a week for one semester. May be repeated for credit when the topics vary. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊂C. Properties of Galaxies.
Observational properties of galaxies and their interpretation includes a discussion of the Milky Way galaxy. Three lecture hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊂S. Seminar in Extragalactic Astronomy.
Topics to be announced. Three lecture hours a week for one semester. Kann für Kredit wiederholt werden. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊅. Dynamical Astronomy.
Topics include planetary and stellar motions, asymptotic representations of quasi integrals, galactic dynamics. Three lecture hours a week for one semester. May be repeated for credit when the topics vary. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊆F. Stars, Planets, and Interstellar Matter Seminar.
Restricted to astronomy majors. Present and discuss current research broadly related to stars, planets in the Solar System, extrasolar planets, and interstellar matter. Three lecture hours a week for one semester. Kann für Kredit wiederholt werden. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing and consent of department.
AST𧊆G. Galaxies and Cosmology Seminar.
Restricted to astronomy majors. Present and discuss current research on properties of galaxies, galaxy evolution, cosmology, and related subjects. Three lecture hours a week for one semester. Kann für Kredit wiederholt werden. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing and consent of department.
AST𧊇. Graduate Research in Astronomy.
Three lecture hours a week for one semester. Kann für Kredit wiederholt werden. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing in astronomy and consent of instructor.
AST𧊈D. Mathematical Methods of Astrophysics.
Statistics, error theory, least squares and curve fitting, numerical methods, approximation theory, Fourier transforms, sampling theory, time-series analysis. Three lecture hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊈E. Optical Techniques in Astronomy.
Topics include photometry, spectroscopy, direct imaging, interferometry and polarimetry at ultraviolet, visual, and infrared wavelengths. Three lecture hours a week for one semester. May be repeated for credit when the topics vary. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊈G. Observing Techniques in Astronomy.
Survey of techniques used at the McDonald Observatory. Includes workshop at the observatory. Three lecture hours a week for one semester. Offered in the summer session only. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊈J. Astronomical Instrumentation.
A hands-on course in instrument development, including mechanical design and machining, electronics design, optical design and optics, computer interfacing, and project planning. Students use CAD programs in each area and design and build a computer-controlled instrument. Learning activities are carried out in groups and teams. One lecture hour and five laboratory hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing.
AST𧊉F. Survey of the Interstellar Medium.
A broad introduction to the processes and properties of the interstellar medium. Topics include H I regions, H II regions, molecular clouds, interstellar dust, and the distribution of the interstellar medium in our galaxy. Three lecture hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊉S. Seminar in Interstellar Matter.
Topics to be announced. Three lecture hours a week for one semester. Kann für Kredit wiederholt werden. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧊌C. Elements of Cosmology.
A theoretical discussion of the origin and evolution of the universe includes a brief review of general relativity. Three lecture hours a week for one semester. Prerequisite: Graduate standing and consent of instructor.
AST𧎹. Graduate Research Project.
Two-semester graduate research project in astronomy. The equivalent of three hours of work a week for two semesters. Prerequisite: For 697A , graduate standing and consent of instructor for 697B , Astronomy 697A.
AST𧎺. Thesis.
The equivalent of three lecture hours a week for two semesters. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: For 698A , graduate standing in astronomy and consent of the graduate adviser for 698B , Astronomy 698A.
AST𧊎R. Master's Report.
Preparation of a report to fulfill the requirement for the master's degree under the report option. The equivalent of three lecture hours a week for one semester. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing in astronomy and consent of the graduate adviser.
AST𧊎T. Supervised Teaching in Astronomy.
Effective astronomy teaching: course design, instructional materials, test design, other methods. In-class practice teaching. Projects in astronomy education. Three lecture hours a week for one semester. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Graduate standing and current or previous appointment as a teaching assistant.
AST𧊏W, 699W, 999W. Dissertation.
Kann für Kredit wiederholt werden. Offered on the credit/no credit basis only. Prerequisite: Admission to candidacy for the doctoral degree.
Astrophysics and Cosmology
Astrophysics and cosmology research at the University of Pittsburgh is pursued by a diverse group of observers and theorists engaged in studies that range from the properties, evolution, and death throes of massive stars to the formation of galaxies to the production of dark matter in the early universe. Members of the group are Carles Badenes, Daniel Boyanovsky (also condensed matter physics and particle physics), Desmond “John” Hillier, Arthur Kosowsky, Ezra “Ted” Newman (emeritus), Jeffrey Newman, Sandhya Rao, Regina Schulte-Ladbeck, David Turnshek, Jon Weisheit (also condensed matter physics), Jeffrey Winicour, Michael Wood-Vasey, and Andrew Zentner.
Theorists in the group often work closely with observers and experimentalists on questions that are driven by both existing and future observational facilities. This breadth fosters active collaborations with particle physicists, statisticians, computer scientists, and other researchers at institutions in the United States and abroad. Researchers study massive stars, interacting binary systems, and their supernova descendents to address fundamental questions about the evolution of stars and their environments. Supernova progenitors (both massive stars and interacting binary systems) play an important role in galaxy evolution because they not only enrich galaxies with nuclear-processed material but also can disrupt as well as initiate star formation as supernovae shockwaves propagate through the interstellar medium and molecular clouds in galaxies. The process of galaxy formation, which includes the conversion of gas into galaxies of stars, is rich and complex. The properties and evolution of galaxies are presently being studied as part of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS), Deep Extragalactic Evolutionary Probe 2 (DEEP2), and DEEP3 Galaxy Redshift Surveys. To further clarify the process of galaxy formation, collaborative work being done within the All-Wavelength Extended Groth Strip International Survey (AEGIS) is an endeavor to map a specific patch of sky across a wide range of wavelengths, from x-rays to radio. In the future, these types of investigations will continue with the Panoramic Survey Telescope and Rapid Response System (Pan-STARRS) and the Large Synoptic Survey Telescope (LSST) collaborations. These large surveys provide the high statistical accuracy required to address many fundamental problems in galaxy formation and evolution.
Members of the group also use space telescopes, such as the Hubble Space Telescope (HST), and large ground-based telescopes throughout the world to probe phenomena of current interest. Specific investigations include studies of outflows from the most massive stars, environmental influences on the formation and evolution of galaxies, the evolution of Supernova Remnants and their interaction with the surrounding interstellar medium, the properties of gas in galaxies through observation of the imprint that the gas leaves on the spectra of background quasars, and quasars themselves (extremely energetic phenomena associated with accretion of matter onto super-massive black holes in the centers of galaxies). Because of the complexity of the many astrophysical processes, theorists working in support of the observational efforts use a variety of techniques to address open questions in galaxy evolution, such as: How did the first galaxies form? What role do super-massive black holes play in this process? How can observations be used to determine the physical properties of quasars? What are the properties of the smallest galaxies found orbiting our own Milky Way Galaxy? To explore these questions, University of Pittsburgh astrophysicists often use sophisticated radiative transfer codes or numerical simulations of nonlinear phenomena. For example, this might include following the transfer of radiation through the wind of a massive star or an accretion disk violent collisions among grand spiral galaxies or the deaths of stars, which result in powerful supernovae that spread heavy elements (elements heavier than hydrogen and helium) throughout their host galaxies.
One of the foundations of physics and cosmology is gravity theory (the General Theory of Relativity). Studies continue in both classical and numerical relativity, including following the behavior of light in curved space times, modeling gravitational lenses, and predicting the frequency and amplitude of gravity waves from realistic astrophysical scenarios. In the past decade, modern cosmology has had some exciting new developments. Cosmology, the study of the structure and evolution of the universe, is entering its “dark days.” Studies in cosmology can be used as a laboratory to investigate fundamental physical laws. All galaxies appear to require some additional, unseen mass to bind them together. This is called dark matter. Observations of the cosmic microwave background (CMB) and the clustering patterns of galaxies in surveys like SDSS and DEEP2 indicate that a quarter of the energy in the universe resides in dark matter. Despite this, dark matter has yet to be identified in any terrestrial laboratory. Equally intriguing, recent measurements indicate that 70 percent of the energy in the universe takes the form of “dark energy,” which drives an accelerated cosmic expansion. Current ideas as to the nature of dark energy are few and speculative, so the name is a catch-all for whatever causes the observed acceleration. Unlocking the mysteries of dark matter and dark energy is a major focus of current efforts in cosmology.
University of Pittsburgh cosmologists are attacking these fundamental cosmological questions from a number of angles. The various collaborative surveys that involve members of the University of Pittsburgh group provide insights. Data on the distances of Type Ia supernovae are used to study the expansion history of the universe, which in turn probes the properties of dark energy. Efforts to understand the nature of Type Ia Supernova progenitors and their evolution through cosmological time scales are also a key ingredient to unravel the dark energy mystery. The Atacama Cosmology Telescope (ACT), which observes the CMB sky from the Chilean Andes, aims to detect thousands of galaxy clusters through their Sunyaev-Zeldovich distortion of CMB. The abundance of the clusters will probe the physics of dark energy and dark matter. Observational and theoretical programs under development will enable future facilities such as Pan-STARRS, the Dark Energy Survey (DES), LSST, and the Joint Dark Energy Mission (JDEM) to probe the nature of dark energy using a variety of techniques, including gravitational lensing, galaxy clustering, supernovae distances, and baryon acoustic oscillations. The nature of dark matter also can be explored with these methods. The implications of specific dark matter theories for experiments such as the Fermi Gamma-Ray Telescope (formerly GLAST) and terrestrial experiments that aim to “catch” dark matter particles as they stream through the Earth on their voyage through the Galaxy, also are being studied. Finally, members of the group continue to foster classroom activities and outreach at the nearby Allegheny Observatory. For nearly a century, the Allegheny Observatory has been one of the premier facilities in the world for ground-based astrometry. From 1977 to 2008, it was under the directorship of Professor Emeritus George Gatewood.
Learn about the history of astronomy and the significant contributions of Ptolemy, Nicolaus Copernicus, and Isaac Newton
Astronomie, Science dealing with the origin, evolution, composition, distance, and motion of all bodies and scattered matter in the universe. The most ancient of the sciences, it has existed since the dawn of recorded civilization. Much of the earliest knowledge of celestial bodies is often credited to the Babylonians. The ancient Greeks introduced influential cosmological ideas, including theories about the Earth in relation to the rest of the universe. Ptolemy’s model of an Earth-centred universe (2nd century ad ) influenced astronomical thought for over 1,300 years. In the 16th century, Nicolaus Copernicus assigned the central position to the Sun (sehen Copernican system), ushering in the age of modern astronomy. The 17th century saw several momentous developments: Johannes Kepler’s discovery of the principles of planetary motion, Galileo’s application of the telescope to astronomical observation, and Isaac Newton’s formulation of the laws of motion and gravitation. In the 19th century, spectroscopy and photography made it possible to study the physical properties of planets, stars, and nebulae, leading to the development of astrophysics. In 1927 Edwin Hubble discovered that the universe, hitherto thought static, was expanding (sehen expanding universe). In 1937 the first radio telescope was built. The first artificial satellite, Sputnik, was launched in 1957, inaugurating the age of space exploration spacecraft that could escape Earth’s gravitational pull and return data about the solar system were launched beginning in 1959 (sehen Luna Pioneer). Siehe auch big bang cosmology gamma-ray astronomy infrared astronomy radio and radar astronomy ultraviolet astronomy X-ray astronomy.
