Atmósferas Estelares
(Curso Académico 2022 - 2023)

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• CE1 - Comprender los esquemas conceptuales básicos de la Astrofísica
• CE6 - Comprender la estructura de la materia siendo capaz de solucionar problemas relacionados con la interacción entre la materia y la radiación en diferentes rangos de energía
• CE9 - Comprender la instrumentación utilizada para observar el Universo en los diferentes rangos de frecuencia

• CG4 - Evaluar los órdenes de magnitud y desarrollar una clara percepción de situaciones físicamente diferentes que muestren analogías permitiendo el uso, a nuevos problemas, de sinergias y de soluciones conocidas

• CB6 - Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación
• CB7 - Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios
• CB8 - Que los estudiantes sean capaces de integrar conocimientos y enfrentarse a la complejidad de formular juicios a partir de una información que, siendo incompleta o limitada, incluya reflexiones sobre las responsabilidades sociales y éticas vinculadas a la aplicación de sus conocimientos y juicios
• CB10 - Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo

- Profesor: ARTEMIO HERRERO
- Temas (epígrafes):
1.- Tipos Espectrales. Las atmósferas estelares en Astrofísica.
2.- La ecuación de transporte radiativo. Coeficientes de absorción y emisión. Profundidad óptica. Función fuente
3.- Poblaciones atómicas. ETL y NETL. Ecuaciones del Equilibrio Estadístico.
4.- Modelos de atmósfera en equilibrio hidrostático
5.- Desviaciones del equilibrio hidrostático: Vientos estelares
6.- Análisis espectral

Parte del material se entregará en inglés. Algunas explicaciones y actividades podrán ser también en ese idioma, dependiendo de la composición del alumnado.

El alumnado podrá entregar los trabajos escritos en inglés o realizar las exposiciones en ese idioma.

Los temas estarán disponibles anticipadamente y serán expuestos en clase por el profesor, con preguntas y discusiones que deberán ser trabajadas individualmente o en pequeños grupos (2-4 personas) y expuestas en conjunto como modo de asentar los conceptos y estimular la interacción.

Los temas y problemas podrán encontrarse en el Aula Virtual de la asignatura con antelación, por lo que se espera que el alumnado los haya revisado antes de asistir a las exposiciones y comenzar las discusiones.

A lo largo del curso el alumnado deberá realizar dos trabajos prácticos en pareja. Estos trabajos tendrán carácter obligatorio.
 

Actividades formativas	Horas presenciales	Horas de trabajo autónomo	Total horas	Relación con competencias
Clases teóricas	38,00	0,00	38,0	[CB6]
Clases prácticas (aula/ laboratorio/centro de calculo/observatorio)	16,00	0,00	16,0	[CB8], [CB7], [CG4], [CE9], [CE1]
Realización de seminarios u otras actividades complementarias	6,00	0,00	6,0	[CB10]
Realización de trabajos (individual/grupal)	0,00	40,00	40,0	[CB10], [CB7], [CB6], [CG4], [CE9], [CE6], [CE1]
Estudio/preparación de Clases	0,00	50,00	50,0	[CB10], [CB8], [CB7], [CB6], [CG4], [CE9], [CE6], [CE1]
Total horas
Total ECTS

D. F. Gray (2002): Observations and analysis of stellar photospheres (John Wiley & Sons). Excelente libro sobre las atmósferas estelares, especialmente en aspectos prácticos, pero con buena base teórica. Constituirá la base del curso, aunque está limitado a condiciones de Equilibrio Termodinámico Local, por lo que habrá aspectos que será necesario ampliar.
 

R. O. Gray & C. J. Corbally (2009): Stellar Spectral Classification (Princeton University Press). Libro detallado sobre clasificación de espectros estelares
 
I. Hubeny & D. Mihalas (2014): Theory of Stellar Atmospheres: An Introduction to Astrophysical Non-Equilibrium Quantitative Spectroscopic Analysis (Princeton University Press). Edición actualizada del libro clásico de Mihalas (1978; ver bibliografía complementaria), con las nuevas técnicas y resultados. Nivel avanzado. Cubre toda la parte teórica de la asignatura en mayor profundidad.
 

Los siguientes libros pueden servir de complemento o sustituto a los anteriores en diversos aspectos:
C. Jaschek & M. Jaschek: The Classification of Stars (CUP, 2011). Libro de clasificación de espectros estelares. Algo antiguo, pero conserva las bases principales y es adecuado en la mayoría de los casos.
D. Mihalas (1978): Stellar Atmopsheres (W. H. Freeman). Libro de muy buen nivel sobre el transporte radiativo y sus principios físicos, con tratamiento riguroso. Ha quedado algo obsoleto en las técnicas numéricas de modelos de atmósfera, aunque su base permanece válida y se describe con detalle.
J. P. Cassinelli & J. H. K. L. M. Lamers (2000): Introduction to stellar winds. Este libro se utiliza para introducir aspectos de desviación del equilibrio hidrostático en las atmósferas estelares. Contiene más material del que será utilizado en el curso.
 
E. Novotny (1973): Introduction to stellar atmospheres and interiors. Algo antiguo, pero contiene las bases de las atmósferas y el transporte de radiación.
 
K. R. Lang (1999, impresión de 2006): Astrophysical Formulae (Springer Verlag). Colección de fórmulas utilizadas en todas las áreas de la astrofísica, con una breve introducción previa de su contexto físico.
 
Allen's Astrophysical Quantities (A. N. Cox, editor, 2002, Springer Verlag). Actualización (ya algo antigua) del libro clásico de C. W. Allen. Colección de datos y tablas utilizados en astrofísica.
M. Harwitt (1988): Astrophysical Concepts (Springer Verlag). Repaso de conceptos físicos utilizados en astrofísica, pero agrupados por su tema físico y no por objetos astroííscos (estrellas, galaxias, etc.) a los que se aplican.
 
Bowers & Deeming (1984): Astrophysics I. Libro de astrofísica general en el que se encuentran muchos de los conceptos utilizados en el curso de manera básica.
 
Carroll & Ostlie (1996): Modern Astrophysics. Mismo tipo de libro que el Bowers & Deeming
 

R. J. Rutten (2003): Radiative transfer in stellar atmospheres, lecture notes. 
Se trata de unos apuntes de clase, pero con el detalle de un libro. El nivel de dificultad es intermedio entre el de Gray y el de Hubeny & Mihalas, pero incluye aspectos de No Equlibrio Termodinámico Local. Se encuentra en la página web del autor: https://robrutten.nl/Courses.html, siguiendo el enlace a "course notes". Además, la página contiene mucho material adicional relacionado.

Habrá una modalidad de evaluación continua y otra de evaluación única.

La evaluación continua constará de:
(a) La participación del alumnado en las discusiones, tareas y cuestiones planteadas en clase, con una ponderación del 5%.
(b) Dos controles, a realizar al finalizar los temas 1-2 y 3-4-5, con una ponderación del 10% cada uno.
(c) Dos trabajos prácticos a realizar con sus correspondientes informes: el primero sobre clasificación espectral, con una ponderación del 10% y el segundo sobre el cálculo de poblaciones y opacidades atómicas en condiciones representativas de una atmósfera estelar, con una ponderación del 15%.
(d) Un examen final, con una ponderación del 50%.

Será necesario alcanzar al menos una nota de 3.5 sobre 10 en cada una de las tareas indicadas en los apartados (b), (c) y (d) para poder realizar la compensación entre ellos. Si no se obtuviera la nota mínima en las tareas de los apartados (b) y (d), deberán corregirse antes de la finalización de la primera convocatoria (apartado c) o repetirse durante el examen de la primera convocatoria.

En segunda convocatoria se mantendrá la evaluación continua para aquel alumnado que la tuviera en primera convocatoria, con la misma ponderación que en la primera, pero ya no será necesario haber alcanzado un 3.5 en las tareas de los apartados (b) y (c) para realizar la compensación.

La evaluación única deberá ser solicitada conforme a las instrucciones del Reglamento de Evaluación y Calificación de la ULL. En su caso, la evaluación única consistirá en:
(a) Dos trabajos prácticos a realizar con sus correspondientes informes: el primero sobre clasificación espectral, con una ponderación del 10%, y el segundo sobre el cálculo de poblaciones y opacidades atómicas en condiciones representativas de una atmósfera estelar, con una ponderación del 15%.
(b) Un examen final con una ponderación del 75%.

Será necesario alcanzar al menos una nota de 3.5 sobre 10 en cada una de las tareas indicadas en los apartados (a) y (b) para poder realizar la compensación entre ellos.
Los trabajos prácticos deberán ser presentados en las fechas que se indiquen durante el desarrollo de la asignatura (las fechas previstas en el cronograma sirven de referencia).
En segunda convocatoria se mantendrá la evaluación única para aquel alumnado que la tuviera en primera convocatoria, con la misma ponderación que en la primera, pero ya no será necesario haber alcanzado un 3.5 en las tareas de los apartados (a) y (b) para realizar la compensación.

 

Tipo de prueba	Competencias	Criterios	Ponderación
Pruebas objetivas	[CB8], [CB7], [CB6], [CG4], [CE9], [CE6], [CE1]	Examen escrito. Deberá alcanzarse una nota de 3.5 sobre 10 para compensar.	50,00 %
Pruebas de respuesta corta	[CB8], [CB7], [CB6], [CG4], [CE9], [CE6], [CE1]	Controles temas 1-2 y 3-4-5. Ambos controles tienen la misma ponderación. Deberá alcanzarse una nota de 3.5 sobre 10 para compensar.	20,00 %
Trabajos y proyectos	[CB10], [CB7], [CE6]	Cálculo de poblaciones y opacidades. Deberá alcanzarse una nota de 3.5 sobre 10 para compensar.	15,00 %
Informes memorias de prácticas	[CB10], [CB8], [CB7], [CE9], [CE6]	Clasificación de espectros. Deberá alcanzarse una nota de 3.5 sobre 10 para compensar.	10,00 %
Escalas de actitudes	[CB10], [CB8], [CB7], [CB6], [CG4], [CE9], [CE6], [CE1]	Discusiones y tareas en clase	5,00 %

El cronograma comprende 16 semanas, donde se distribuyen las clases teóricas y prácticas de acuerdo al desarrollo esperado de la asignatura, seguidas del periodo de exámenes, donde se supone que una parte del tiempo se dedicará a preparar el examen de la asignatura.
Solo 14 semanas son lectivas. Las semanas 15 y 16 están reservadas para examen. El examen será un único llamamiento y se realizará en la semana 15 o en la 16, aunque en el cronograma se ha distribuido la carga entre ambas semanas.
El cronograma es estimativo. El profesor podrá modificarlo si así lo aconseja el desarrollo de la asignatura.

Semana	Temas	Actividades de enseñanza aprendizaje	Horas de trabajo presencial	Horas de trabajo autónomo	Total
Semana 1:	1	Clases teóricas	4.00	2.00	6.00
Semana 2:	1	Clases teóricas y prácticas, seminarios, realización de trabajos	4.00	7.00	11.00
Semana 3:	2	Clases teóricas, realizacion de trabajos	4.00	6.00	10.00
Semana 4:	2	Clases teóricas y prácticas, seminarios, realización de trabajos	4.00	9.00	13.00
Semana 5:	1, 2, 3	Clases teóricas, controles, realización de trabajos	4.00	6.00	10.00
Semana 6:	3	Clases teóricas, entrega de trabajos	4.00	7.00	11.00
Semana 7:	3	Clases teóricas y prácticas, realización de trabajos	4.00	6.00	10.00
Semana 8:	3, 4	Clases teóricas y prácticas, discusiones, realización de trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 9:	4	Clases teóricas, realización de trabajos	4.00	6.00	10.00
Semana 10:	4, 5	Clases teóricas y prácticas, realización de trabajos	4.00	5.00	9.00
Semana 11:	5	Clases teóricas, entrega de trabajos	4.00	8.00	12.00
Semana 12:	5, 6	Clases teóricas y prácticas, discusiones	4.00	3.00	7.00
Semana 13:	3,4,5,6	Clases teóricas, controles	4.00	5.00	9.00
Semana 14:	6	Clases teóricas, discusiones	4.00	3.00	7.00
Semana 15:	1-6	Preparación de exámenes, realización de exámenes	2.00	6.00	8.00
Semana 16 a 18:	1-6	Preparación de exámenes, realización de exámenes	2.00	6.00	8.00
Total			60.00	90.00	150.00