Guía docente de Física Estelar (ME4/56/1/13)
Máster
Módulo
Rama
Centro Responsable del título
Semestre
Créditos
Tipo
Tipo de enseñanza
Profesorado
- Antonio García Hernández
- Giovanni Marcello Mirouh
- Juan Carlos Suárez Yanes
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Máster)
La asignatura proporciona una visión sistemática de los procesos físicos que determinan la estructura y evolución de las estrellas. Se desarrollan las ecuaciones diferenciales fundamentales que gobiernan el equilibrio hidrostático, el transporte de energía (radiativo, conductivo y convectivo) y la evolución temporal de las propiedades estelares. Se abordan las fuentes de energía internas, la composición química y las reacciones nucleares responsables de la nucleosíntesis. Asimismo, se estudian las distintas etapas evolutivas de las estrellas, desde su formación hasta las fases finales.
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
Se recomienda conocimientos generales de astrofísica, física nuclear, física estadística, termodinámica y física de fluidos.
En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR" publicado en esta ubicación
https://ceprud.ugr.es/formacion-tic/inteligencia-artificial/recomendaciones-ia#contenido0
Competencias
Competencias Básicas
- CB6. Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en 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 (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
- 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.
- CB9. Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
- 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.
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
La asignatura de Dinámica de Fluidos persigue que alumnado avance en la obtención de las siguientes Conocimiento o Contenidos (C), Competencias (COM) y Habilidades o Destrezas (HD):
Conocimientos o Contenidos
C4 Dominar conocimientos avanzados y demostrados, en un contexto de investigación científica, acerca de los aspectos teóricos y prácticos en el ámbito del espacio y de los plasmas astrofísicos.
Competencias
COM1. (Ética y valores democráticos): Se valora la argumentación fundamentada, la ausencia de sesgos y la inclusión de la declaración ética en informes y TFM.
COM2. (Igualdad y no discriminación): Cumplimiento de lenguaje inclusivo, aplicación de criterios de igualdad en revisiones por pares y propuestas de mejora en informes.
COM3. (Accesibilidad universal): Adecuación de presentaciones y documentos a estándares WCAG (PDF etiquetado, alt-text en figuras), verificada mediante checklist.
COM4. (Sostenibilidad): Inclusión de análisis de impacto ambiental (p.ej., huella HPC) y medidas de mitigación en anexos y TFM.
COM5. (Comunicación académica y social): Claridad, rigor y adecuación al público en presentaciones orales, pósters y resúmenes divulgativos; uso correcto de recursos gráficos.
COM6. (Aprendizaje autónomo): Calidad del portafolio (objetivos, reflexión crítica) y del microproyecto auto-dirigido; evidencia de planificación y autoevaluación.
COM7. (Liderazgo y trabajo en equipo): Organización del proyecto (plan, cronograma, actas), gestión de roles y riesgos, y calidad del producto final colaborativo.
Habilidades o Destrezas
HD1 Aplicar los conocimientos adquiridos en la investigación de la Ciencia y Tecnología de Plasmas y Fusión.
HD2 Acceder a la literatura científica y técnica utilizando las bases de datos adecuadas.
HD4 Manejar aplicaciones informáticas para el tratamiento de datos, análisis estadístico y aprendizaje automático.
HD5 Manejar herramientas informáticas para modelar procesos MHD a distintas escalas y su análisis.
HD6 Manejar técnicas básicas empleadas en un laboratorio del plasma.
Programa de contenidos Teóricos y Prácticos
Teórico
- Bloque 1: Estructura y transporte de energía en el interior estelar
Descripción: Parámetros observacionales. Principios de conservación de equilibrio mecánico y térmico. Ecuaciones de estructura estelar. Teorema del Virial. Ecuación de estado. Transporte de energía: radiación, convección y conducción.
- Bloque 2: Evolución estelar y nucleosintesis
Descripción: Abundancias observadas en el Sistema Solar. Formación estelar y pre-secuencia principal. Edad cero y secuencia principal. Principales cadenas y ciclos de combustión nuclear. Evolución en la rama de las gigantes. La fase AGB y el proceso s. Formación de enanas blancas. Estallidos de rayos X y nucleosíntesis asociada. Supernovas y el proceso-r.
- Bloque 3: Atmósferas estelares, espectros y pérdida de masa
Descripción: Transporte radiativo. Equilibrio termodinámico local. Aproximación de difusión. Formación de líneas espectrales. No equilibrio termodinámico local. Análisis espectral. Determinación de parámetros atmosféricos y abundancias de elementos. Vientos estelares. Actividad magnética.
- Bloque 4: Estadios finales de la evolución estelar
Descripción: Supernovas termonucleares o SNIa. Binarias cataclísmicas. Estructura y evolución de enanas blancas. Estrellas de neutrones: estructura y evolución. Ecuación de estado: ecuación de Tolman-Volkov-Openheimer. Púlsares: diagrama P-Pdot y sistemas
binarios. Agujeros negros: dinámica. Métrica de Schwarzschild y de Kerr. Ondas gravitacionales.
Bibliografía
Bibliografía fundamental
- Stellar Structure and evolution, Pols, O. R.:
https://www.astro.ru.nl/~onnop/education/stev_utrecht_notes/
- Binary stars (part II), Pols, O. R. https://www.astro.ru.nl/~onnop/education/binaries_utrecht_notes/
- An Introduction to Modern Stellar Astrophysics 2nd edition, Carrol, B.W. & Ostlie D.A. 2017, Cambridge University Press, https://doi.org/10.1017/9781108380980.
- Compact Objects in Astrophysics, Stellar physics, Bisnovatyi-Kogan, G. SCamenzing M. 2007, Springer,
https://doi.org/10.1007/978-3-540-49912-1.
Bibliografía complementaria
- Understanding stellar evolution, Lamers, H. J. G. L. M., Levesque, E. M. 2017, IOP Astronomy. https://doi.org/10.1088/978-0-7503-1278-3.
- Stellar Structure and Evolution 2nd edition, Kippenhahn, R., Weigert, A. & Weiss, A. 2012, Springer, https://doi.org/10.1007/978-3-642-30304-3.
- Stellar physics, Bisnovatyi-Kogan, G. S. 2002, Springer, https://doi.org/10.1007/978-3-662-22639-1.
- Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis updated edition, Clayton D.D. 1984, University of Chicago Press. ISBN: 9780226109534.
- Compact Stars : Nuclear Physics, Particle Physics and General Relativity, Glendenning N.K. 1997, Springer, https://doi.org/10.1007/978-1-4684-0491-3.
Enlaces recomendados
- Artículos especializados en astrofísica: NASA/ADS/SciX, https://scixplorer.org/
- Sociedad Española de Astronomía: https://www.sea-astronomia.es/
- El ejercicio sobre diagrama HR del proyecto GEAS, http://astronomy.nmsu.edu/geas/labs/html/lab06.shtml
Metodología docente
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final.)
Evaluación Ordinaria
Este procedimiento permite superar la asignatura mediante el seguimiento regular de las actividades docentes y evaluadoras desarrolladas durante el curso. Para poder acogerse a este procedimiento será necesaria la asistencia de al menos un 80% de las clases. La calificación final en evaluación ordinaria se calculará de acuerdo con los siguientes sistemas de evaluación y porcentajes:
- 20% - Pruebas individuales escritas (SE1): pruebas cortas de control, cuestiones teórico-prácticas o examen final, destinados a evaluar la asimilación de los conceptos fundamentales de la física estelar y de los plasmas estelares.
- 40% - Presentaciones orales (SE2): exposición pública de trabajos de investigación, análisis bibliográfico o resolución de problemas complejos desarrollados de forma autónoma. Se evaluará la claridad expositiva, el rigor científico, la capacidad de síntesis, la argumentación física y la adecuación de los recursos gráficos utilizados.
- 40% - Trabajos e informes (SE3): entrega de problemas, actividades teórico-prácticas, informes breves, análisis de artículos científicos y/o simulaciones relacionadas con la estructura, evolución, atmósferas o estadios finales de las estrellas. Se valorará la correcta aplicación de los modelos físicos, la justificación de los resultados, el manejo adecuado de herramientas de cálculo o análisis y la capacidad de interpretación crítica.
Se aprobará la asignatura con una calificación final igual o superior a 5 sobre 10.
La ponderación agregada de las competencias transversales contará un 5% de la calificación y se incluirá dentro de las diferentes actividades evaluadoras, especialmente en las presentaciones orales y en los trabajos e informes. Se valorará la argumentación fundamentada, la comunicación académica y científica, la planificación autónoma del trabajo, el uso adecuado de fuentes bibliográficas, la adecuación formal de los documentos y presentaciones, y la integración crítica de conocimientos de vanguardia.
Evaluación Extraordinaria
El artículo 19 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que los estudiantes que no hayan superado la asignatura en la convocatoria ordinaria dispondrán de una convocatoria extraordinaria. A ella podrán concurrir todos los estudiantes, con independencia de haber seguido o no un proceso de evaluación ordinaria.
La evaluación extraordinaria consistirá en una prueba escrita final de carácter teórico-práctico, complementada con las actividades de evaluación necesarias para completar el 100% de la calificación, de acuerdo con los sistemas de evaluación contemplados en la memoria de verificación de la asignatura.
La calificación final en evaluación extraordinaria se calculará de acuerdo con los siguientes porcentajes:
- 60% - Prueba individual escrita final (SE1): examen oficial de convocatoria, consistente en la resolución de cuestiones teóricas, problemas y/o ejercicios teórico-prácticos sobre los contenidos de la asignatura.
- 40% - Trabajos e informes (SE3): entrega de un trabajo, informe o conjunto de ejercicios propuestos por el profesorado, relacionados con los contenidos de la asignatura. Se valorará la corrección científica, la justificación física de los resultados, la claridad de la exposición escrita y el uso adecuado de bibliografía y herramientas de análisis.
Se aprobará la asignatura con una calificación final igual o superior a 5 sobre 10.
La ponderación agregada de las competencias transversales contará un 5% de la calificación y se incluirá dentro de las diferentes actividades evaluadoras, especialmente en las presentaciones orales y en los trabajos e informes. Se valorará la argumentación fundamentada, la comunicación académica y científica, la planificación autónoma del trabajo, el uso adecuado de fuentes bibliográficas, la adecuación formal de los documentos y presentaciones, y la integración crítica de conocimientos de vanguardia.
Evaluación única final
El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación ordinaria por causas justificadas.
La evaluación única final consistirá en una prueba escrita final de carácter teórico-práctico, complementada con las actividades de evaluación necesarias para completar el 100% de la calificación, de acuerdo con los sistemas de evaluación contemplados en la memoria de verificación de la asignatura.
La calificación final en evaluación única se calculará de acuerdo con los siguientes porcentajes:
- 60% - Prueba individual escrita final (SE1): examen oficial de convocatoria, consistente en la resolución de cuestiones teóricas, problemas y/o ejercicios teórico-prácticos sobre los contenidos de la asignatura.
- 40% - Trabajos e informes (SE3): entrega de un trabajo, informe o conjunto de ejercicios propuestos por el profesorado, relacionados con los contenidos de la asignatura. Se valorará la corrección científica, la justificación física de los resultados, la claridad de la exposición escrita y el uso adecuado de bibliografía y herramientas de análisis.
Se aprobará la asignatura con una calificación final igual o superior a 5 sobre 10.
La ponderación agregada de las competencias transversales contará un 5% de la calificación y se incluirá dentro de las diferentes actividades evaluadoras, especialmente en las presentaciones orales y en los trabajos e informes. Se valorará la argumentación fundamentada, la comunicación académica y científica, la planificación autónoma del trabajo, el uso adecuado de fuentes bibliográficas, la adecuación formal de los documentos y presentaciones, y la integración crítica de conocimientos de vanguardia.
Información adicional
Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).
Software Libre
MESA (Modules for Experiments in Stellar Astrophysics): https://docs.mesastar.org/en/latest/
GYRE (Stellar Oscillation Code): https://gyre.readthedocs.io/en/stable/
MESA es un código de evolución estelar en código abierto, modular y con una gran comunidad muy activa. GYRE es un código abierto para el cálculo de oscilaciones estelares.