NFYB16007U  Ekstragalaktisk astrofysik (Astro4)

Årgang 2017/2018
Engelsk titel

Extragalactic Astrophysics (Astro4)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i fysik

Kursusindhold

Præsentation af grundlæggende astrofysiske begreber. Kvantitativ forståelse af sammenhængen mellem observationer og teori. Basal forståelse af galaksers struktur, dannelse, udvikling og dynamik. Forståelse af dimensioner, struktur og afstandsforhold i Universet. Grundlæggende indførelse i brug af IDL som plotte- og beregningsprogram med formål at gennemføre projektarbejdet i kurset.

Emner: Spiralgalakser, elliptiske galakser, aktive galakser, starburst galakser, galaksestruktur og galaksedynamik, galaksedannelse og –udvikling, galaksehobe og -grupper, afstande til galakser og universets storskalastruktur, galakser i det tidlige univers.

Målbeskrivelser

Færdigheder  

  • har en sikker beherskelse af anvendelse af sammenhænge mellem tilsyneladende størrelsesklasser, absolutte størrelsesklasser, farver, og afstande.
  • har en sikker beherskelse i brug af virial-teoremet.
  • kan skrive simple programmer i IDL sproget til at indlæse og plotte tabeller og spektrale data samt foretage beregninger derpå.
  • kan behandle astronomiske spektre med formål at bygge spektrale modeller af galakser, kritisk redegøre for mulighederne og begrænsningerne i disse modeller.
  • kan benytte virial-teoremet til masse-bestemmelser af galakser og galakse-grupper/-hobe,
  • kan benytte sin faglige viden om galakser og deres bestanddele til at diskutere og retfærdiggøre strategien i projekt-arbejdet i sin gruppe, samt benytte projektarbejdet og opgaveberegningerne til at danne sig ny viden.

 

Viden

  • kan kritisk og sikkert redegøre for bestemmelsen af fysiske observerede parametre så som hastighedsdispersion, Sersic index, overfladelysstyrke, rotationshastighed, skalahøjde, skalalængde, m.m.
  • kan redegøre for hvordan de grundlæggende observationsdata tilvejebringes og hvordan galaksernes strukturelle parametre udledes herfra.
  • kan redegøre for Tully Fisher relationen for spiralgalakser og fundamentalplanen for elliptiske galakser, deres anvendelser og hvordan de tilgrundliggende data tilvejebringes.
  • kan redegøre for simple modeller for kemisk berigelse inklusiv kritisk diskutere de grundlæggende antagelser.
  • udviser sikker viden og forståelse af ”strong encounters”, ”weak encounters”, og deres betydning i astrofysiske systemer, og galaksevekselvirkninger.
  • kan give en overordnet beskrivelse af de vigtigste grundtræk i galaksedannelse og udvikling.
  • kan redegøre for hvordan rotationskurver kan benyttes til at udlede eksistensen af mørkt stof, inklusiv hvordan de tilgrundliggende data tilvejebringes.
  • kan redegøre for oprindelsen af den observerede stråling fra kvasarer over hele det elektromagnetiske spektrum.
  • kan give en overlegen beskrivelse af den forenede model for aktive galaksekerner og hvilke observationelle beviser, der støtter den.
  • kan redegøre for, hvordan Lyman-alfa skoven dannes i spektre af fjerne astrofysiske objekter.
  • kan kritisk redegøre for udseendet af spektrene af de forskellige galaksetyper (spiral, elliptisk, starburst, stjerneformende, og aktiv galaksekerne).
  • kan identificere en elliptisk galakse, en spiral galakse, en stjerneformende galakse, og aktiv galaksekerne v.hj.a. deres billeder og spektre samt forklare fysikken bag deres observerede egenskaber.
  • Kan redegøre for de gængse metoder til massebestemmelser af galakse-grupper og –hobe samt for fysikken bag deres observerede egenskaber samt af galakserne deri.
  • Kan redegøre for stor-skala strukturernes observerede egenskaber, den underliggende fysik, og de potentielle effekter der kan påvirke vores målinger og kortlægning deraf, med speciel fokus på rødforskydningssurveys og korrelationsfunktioner.
  • kan kritisk redegøre for bestanddelene af galakser, deres basale dynamik, samt den relative fordeling af stjernepopulationerne mellem de forskellige typer galakser.
  • kan kritisk redegøre for metoder til både massebestemmelse og afstandsbestemmelser der indgår som de første og senere trin på den kosmologiske afstandsstige.

 

Kompetencer
Kurset giver den studerende en baggrund for at forstå de basale problemstillinger vedrørende studier af galakser og deres kosmiske udvikling, som kan benyttes i efterfølgende astrofysikkurser på kandidatniveau, projektarbejder, samt diskussionsfora af nye tidsskriftsartikler på emner af generel relevans for ekstra-galaktisk astrofysik.
Den studerende vil få en introduktion til IDL, som kan tjene som basis for yderligere anvendelse i efterfølgende astrofysikkurser på kandidatniveau samt projektarbejde både på Bachelor- og Kandidat-studiet.
Via kurset ser den studerende hvordan tidligere og sideløbende opnået basisviden om grundlæggende fysik kan anvendes i et specialiseret emne som astrofysik.

Se Absalon for kursuslitteratur og lærebog

Eksempler på kursuslitteratur: lærebog (f.eks. den seneste udgave af "Galaxies in the Universe. An Introduction", Linda S. Sparke and John S. Gallagher, Cambridge University Press) samt forelæsningsnoter, projekt-rapporter, computer-øvelser, regnede opgaver, quizzer med mere.

Kurset forudsætter viden svarende til indholdet af Astronomiens Fundament, stjerner og planeter, Termo, KM2, MatIntro, LinAlg, Mekanik (mek1+mek2), Elektromagnetisme (EM1+EM2). Desuden er det en fordel at have en basiskendskab til programmering som opnået ved Dat F kurset.
Klassetimer/​diskussioner, quizzer, gruppe-arbejde, gruppe-projekter, regneøvelser og computerøvelser
Det forventes, at de studerende medbringer egne laptops, samt om nødvendigt, en converter til kablet Ethernet, da der arbejdes på kablet Ethernet.
Følgende terminal software er nødvendigt:
Windows: Seneste version af Xming (Windows 7 eller tidligere) eller MobaXterm (for Windows 10) software.
Linux: X11-brugerfladen er standard og kører automatisk.
MacIntosh/MACs: Fra og medS OS 10.5 kan X11-brugerfladen bruges. Den kan hentes gratis fra http:/​/​xquartz.macosforge.org/​landing/​.
For operativsystemerne Leopard og Lion er X11-brugerfladen en del af OS X.
Point
7,5 ECTS
Prøveform
Mundtlig prøve, 25 minutter
Uden forberedelsestid
Krav til indstilling til eksamen

Fuld deltagelse i minimum 50% af kursets quizzer der gives på Absalon før hver klassetime (dvs. alle spørgsmål skal besvares) samt computerøvelsesrapport som skal være godkendt for at kunne gå til eksamen. Der vil være mulighed for at genaflevere en ikke-godkendt rapport.

Hjælpemidler
Kun visse hjælpemidler tilladt

Til den mundtlige eksamen må den studerende medbringe een enkelt sides disposition per eksamensspørgsmål (som kendes på forhånd) med stikord og en enkelt ligning eller to (dvs. ikke tæt beskrevet) som den studerende kan støtte sig til. Den studerende har lov at henvise til en figur i lærebogen.

Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere
Reeksamen

Indstillingskravet til reeksamen er det samme som til den ordinære eksamen. Eventuelle godkendte opgaver/rapport vil kunne genbruges. Indstillingskravene skal være opfyldt senest to uger inden reeksamen.

Såfremt kravet om 50% fuldførelse af quizzer der er givet før hver undervisningsgang ikke er opfyldt til den ordinære eksamen, skal den studerende istedet aflevere 3 regneopgaver til godkendelse. Godkendelsen skal foreligge mindst 3 uger før reeksamen.

Kriterier for bedømmelse

For at opnå karakteren 12, skal den studerende overbevisende og præcist kunne demonstrere viden, færdigheder og kompetencer som beskrevet under målbeskrivelsen

  • Kategori
  • Timer
  • Holdundervisning
  • 46
  • Øvelser
  • 25
  • Projektarbejde
  • 35,5
  • Forberedelse
  • 99
  • Eksamen
  • 0,5
  • I alt
  • 206,0