Astronomia pozagalaktyczna

- godziny realizowane z udziałem nauczycieli: 30h

- czas poświęcony na pracę indywidualną potrzebny do pomyślnego zaliczenia przedmiotu: 30h

- czas wymagany do przygotowania się i uczestnictwa w procesie oceniania: 30h

Po zakończeniu zajęć z przedmiotu "Astronomia pozagalaktyczna" student (między innymi):

W1 - posiada pogłębioną wiedzę z obszarów fizyki ściśle powiązanych z astronomią (K_W01),

W3 - zna metody wyznaczania największych w przyrodzie, tj. "kosmologicznych" odległości (przyczynek do K_W06),

W4 - zna pojęcia grup i gromad galaktyk oraz rozumie różnicę we władnościach tych systemów (przyczynek do K_W06),

W5 - zna własności galaktyk eliptycznych i spiralnych i związek ewolucyjny między tymi klasami obiektów (przyczynek do K_W06),

W6 - rozumie rolę supermasywnych czarnych dziur w odniesieniu do morfologii galaktyk (przyczynek do K_W01 i K_W06),

W7 - rozumie podstawowe własności Stałej Hubble'a oraz główne problemy współczesnej Kosmologii (przyczynek do K_W03, K_W06, K_W07),

W7 - zna mechanizm zjawiska soczewkowania grawitacyjnego wywołanego przez całe galaktyki oraz obserwowane efekty soczewkowania (przyczynek do K_W01 i K_W06),

W8 - rozumie proces Sunjajewa-Zeldowicza oraz własności i ewolucję gromad galaktyk (przyczynek do K_W01 i K_W06),

W9 - rozumie mechanizmy opisujące powstanie i ewolucje struktur wielkoskalowych we Wszechświecie (przyczynek do K_W01 i K_W06),

W10 - rozumie pojęcie "galaktyki aktywne" i potrafi podać widome oznaki aktywności (przyczynek do K_W01, K_W03 i K_W06),

W11 - zna składniki aktywnego jądra galaktycznego oraz schemat unifikacji galaktyk aktywnych(AGN) (przyczynek do K_W03 i K_w06),

W12 - zna podstawowe epoki kosmologiczne (przyczynek do K_W03 i K_W06),

W13 - zna wszystkie typy supernowych, ich pochodzenie oraz statystyki występowania we Wszechświecie (przyczynek do K_W03, K_W06, K_W07),

W14 - zna oba typy rozbłysków gamma oraz tłumaczące zjawisko modele teoretyczne (przyczynek do K_W03, K_W06, K_W07),

W15 - zna pochodzenie i właściwości źródeł promieniowania grawitacyjnego (przyczynek do K_W03, K_W06, K_W07),

W16 - zna obserwowane właściwości szybkich błysków i prawdopodobne ich pochodzenie (przyczynek do K_W03, K_W06, K_W07).

Po zakończeniu zajęć z przedmiotu "Budowa i ewolucja wszechświata I" student:

U1 - ma świadomość związku współczesnych badań wszechświata z rozwojem fizyki na poziomie fundamentalnym (K_U04),

U2 - umie naukowo wyjaśnić wyniki obserwacji obiektów pozagalaktycznych stosując formalizm matematyczny (przyczynek do K_U01),

U3 - umie poprawnie posługiwać się terminologią astronomiczną z zakresu wykładu,

U4 - potrafi pozyskiwać dodatkowe informacje z literatury anglojęzycznej, baz danych i innych źródeł w odniesieniu do zagadnień omawianych na wykładzie (przyczynek do K_U06 i K_U08).

Po zakończeniu zajęć z przedmiotu "Astronomia Pozagalaktyczna" student:

K1 - zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia (K_K01),

K2 - potrafi formułować opinie na temat współczesnych zagadnień astronomicznych (przyczynek do K_K04),

K3 - rozumie potrzebę popularnego przedstawiania laikom wybranych osiągnięć z astronomii pozagalaktycznej i kosmologii (przyczynek do K_K04).

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Wykład ten obejmuje szeroką klasę problemów związanych z obiektami wypełniającymi Wszechświat jako całość. Prezentuje on tzw. punkt widzenia obserwatora, a więc nacisk położony jest na zagadnienia klasyfikacji obiektów według ich własności i omówienie własności poszczególnych klas. Główna idea całego wykładu jest taka, aby przedstawić ewolucję Wszechświata w ujęciu całościowym, oraz omówić obecnie najważniejsze tematy badawcze zawarte w szeroko rozumianej tematyce Astronomii Pozagalaktycznej.

Wykład ten obejmuje szeroką klasę problemów związanych z obiektami wypełniającymi Wszechświat jako całość. Podczas zajęć treść przedstawiona jest głównie z tzw. punktu widzenia obserwatora, a więc nacisk położony jest na zagadnienia klasyfikacji obiektów według ich własności i omówienie własności poszczególnych klas.

Na początku omawiany jest rozwój pojęć na temat struktury Wszechświata: od idei Ptolemeusza poprzez tzw. Wszechświat wyspowy Kanta i "Wielką Debatę" Curtisa-Shapley'a do odkrycia przez Hubble'a ucieczki galaktyk. Następnie omawiane są różne sposoby wyznaczania odległości w Kosmosie i w oparciu o nie utworzenie "drabiny odległości", na której bazuje współczesna Kosmologia

łącznie z oszacowaniem stałej Hubble'a.

Kolejny problem to omówienie własności Lokalnej Gromady Galaktyk wraz z własnościami systemów satelitarnych i jej ewolucją dynamiczną. Wyszczególnione są różnice w budowie głównych składników Lokalnej Gromady. Następnie podany jest system klasyfikacji galaktyk, przegląd własności galaktyk eliptycznych i spiralnych łącznie z teoriami opisującymi powstawanie i ewolucje tych układów. Potem dokonane zostaje omówienie układów galaktyk (grupy, gromady, supergromady) i opis otoczenia Drogi Mlecznej w skalach kosmologicznych.

Następnie omówiona zostaje historia Wszechświata wraz z jej podziałem na epoki kosmologiczne, przedstawione są główne wydarzenia i procesy fizyczne, które miały miejsce podczas kolejnych epok. Opisane są także obecne spekulacje na temat przyszłości Wszechświata w ujęciu globalnym. Przedstawiony zostaje też główny model opisujący utworzenie i ewolucję struktur wielkoskalowych Wszechświata (mosty materii, węzły i pustki). Pokazane są także główne własności Stałej Hubble'a i wyzwania przed którymi stoi współczesna Kosmologia w ujęciu modelu LambdaCMD (rozmiary największych struktur, "the Hubble tension").

Kolejnym zestawem zagadnień są Aktywne Jądra Galaktyk wraz z ich modelem unifikacyjnym. Podczas zajęć przedstawione będą główne struktury tych obiektów z naciskiem na obserwacje w domenie radiowej (radiogalaktyki). Omówiona będzie także dychotomia morfologiczna FRI-FRII i ewolucja struktur radiowych wraz z jej torami.

W części dalszej na zajęciach zostaną omówione najbardziej energetyczne zjawiska w Kosmosie, które obserwowane są w skalach pozagalaktycznych (supernowe, rozbłyski gamma i fale grawitacyjne). Przedstawione będą główne modele tych zjawisk, ich podział na klasy, statystyki i ich ewolucja w ujęciu kosmologicznym. Następnie opisane zostanie zjawisko soczewkowania grawitacyjnego, podstawowe jego właściwości i wykorzystanie tego efektu w badania pozagalaktycznych.

Ostatni wykład poświęcony jest szybkim błyskom radiowym - najnowszej zagadce współczesnej astrofizyki. Przedstawione będą na nim podstawowe własności obserwacyjne tych zjawisk, omówione są najciekawsze znane źródła błysków oraz wstępne teorie wyjaśniające ich pochodzenie.

Egzamin ustny, który weryfikuje osiągnięcie efektów: W1-W16, U1-U4 i K1-K3

Nie ma.