Radiación en Astrofísica


Unidad 1
Propiedades.

Representaciones del campo de radiación. Experimentos termodinámicos. Ecuaciones de estado, potenciales y ecuación fundamental. Calores específicos y gradiente adiabático para gas y radiación conjuntos. Derivación de la ley de Wien. Limitaciones de la termodinámica en la representación del campo de radiación.


Unidad 2
Cuantización del campo de radiación libre.

Operadores y autovalores de observables. Energía del vacío. Concepto de fotón. Creación, aniquilación. Límites clásicos. Descripciones cinética y mecánico-estadística.


Unidad 3
Interacción con material gaseoso.

Cálculo de probabilidades de transición. Ancho natural de una línea. Formalismo de Menzel y Peckeris para transiciones que involucran un espectro continuo de energía. Tasas de transiciones atómicas. Procesos de segundo orden en el campo de radiación. Propiedades de equilibrio. Balance detallado.


Unidad 4
Termodinámica irreversible de la radiación.

Flujo de entropía radiativa. Temperaturas monocromática y de excitación. Ley cero de la termodinámica en la formación de una línea espectral. Termodinámica del proceso de emisión radiativa. Manifestación conjunta del principio de incertidumbre y del aumento de entropía.


Unidad 5
Ecuaciones de Transporte.

Transporte de energía, entropía e impulso. Formalismos y técnicas de cálculo.


Unidad 6
Propagación de radiación a través de fluidos en movimiento.

Teoría de Sobolev. Ecuación de transporte en el sistema de referencia co-móvil. Efectos de la rotación y de los vientos estelares en la formación de espectros de radiación.


Unidad 7
Refracción.

Ecuación de transporte en medios refractivos. Teoría de Zheleznyakov. Resultados de Kowalski y Saumon para atmósferas de estrellas enanas blancas frías.


Unidad 8
Propagación de radiación en campos gravitatorios intensos.

Formas covariantes de la ecuación de transporte. Emisión térmica de estrellas de neutrones. Resultados de Pechnick, Flaclas y Cohen. Lentes gravitacionales.


Bibliografía

  • Radiative Processes in Astrophysics, G. Rybicki y P. Lightman, J. Wiley: New York (1979).
  • Classical Electrodynamics, J. D. Jackson, 2da. ed. Wiley: New York (1975).
  • The Quantum Theory of Radiation, W. Heitler, Dover: New York (1954).
  • Quantum Mechanics, E. Merzbacher, 2da. ed. Wiley: New York (1970).
  • Physics of Astrophysics: Vol. 1, Radiation, F. Shu, University Science Books, (1991).
  • Plasma Spectroscopy, H. R. Griem, McGraw-Hill: New York (1964).
  • Notas y artículos especializados.