Fundamentos astrofisica
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Fundamentos de Astrofsica observacional
Yago Ascasibar (Modulo 15, despacho 506)
Astrofsica y CosmologaGrado en Fsica (4o curso)
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
1 Astronoma de posicion
2 Teora de la radiacionConceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
3 Instrumentacion astronomica
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Astronoma de posicion
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
La esfera celeste
Coordenadas
Angulo polar
Angulo acimutal
Sistema de referencia
Eje polar
Punto de referencia
Sentido de giro
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
La esfera celeste
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Coordenadas horizontales
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Coordenadas horarias
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Coordenadas ecuatoriales
LST + h
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Tiempo sidereo
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Coordenadas eclpticas
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Coordenadas galacticas
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Coordenadas galacticas
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Coordenadas supergalacticas
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Movimientos celestes
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Precesion
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Paralaje
1 pc 3,0856776 1016 m
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Aberracion
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Refraccion
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Movimiento propio
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Teora de la radiacion
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
El espectro electromagnetico
E = h = hc kT mpv21 eV h 105 GHz hc
104 A hc
1 m k 104 K 0,6mp(10 km/s)2
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
El espectro electromagnetico
E = h = hc kT mpv21 eV h 105 GHz hc
104 A hc
1 m k 104 K 0,6mp(10 km/s)2
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Fuentes puntuales
Luminosidad bolometrica
L =dE
dt[erg/s]
Luminosidad especfica
L =dE
dt d[erg/s/Hz]
L =dE
dt d[erg/s/A]
Flujo
F =dE
dt dA=
L
4piD2[erg/s/cm2]
Distribucion espectral de energa (SED)
F =dE
dt dAd[erg/s/cm2/Hz]
F =dE
dt dAd[erg/s/cm2/A]
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Fuentes extensas
Intensidad especfica(brillo superficial)
dE = I cos dA d dt
[erg/s/Hz/cm2/sr]
Densidad de energa
u =4pic J
Presion de radiacion
P =
Ic cos
2 d
Intensidad media
J =1
4pi
I d
Flujo
F =I cos d
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Transporte radiativo
Ecuacion del transporte
dIds
= j I
dId
= S I
Coef. emision: j = jsp + jin + jscjin
I
d4pi J
jsc sc I
d4pi J
Emisividad e.: j =
Funcion fuente: S =j
Coef. extincion: = ab + sc
Opacidad e.: =
Prof. optica: = ds
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Procesos de absorcion y emision
Transiciones cuanticas
Ligado-ligado
(des)excitacion
Ligado-libre
ionizacion/recombinaciondisociacion/formacion
Libre-libre
Atomos hidrogenicos
En = Z2
n2mee
4
2~2
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Procesos de absorcion y emision
Transiciones cuanticas
Ligado-ligado
(des)excitacion
Ligado-libre
ionizacion/recombinaciondisociacion/formacion
Libre-libre
Atomos hidrogenicos
En = Z2
n2mee
4
2~2
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Procesos de absorcion y emision
Transiciones cuanticas
Ligado-ligado
(des)excitacion
Ligado-libre
ionizacion/recombinaciondisociacion/formacion
Libre-libre
Atomos hidrogenicos
En = Z2
n2mee
4
2~2
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Procesos de absorcion y emision
Transiciones cuanticas
Ligado-ligado
(des)excitacion
Ligado-libre
ionizacion/recombinaciondisociacion/formacion
Libre-libre
Atomos hidrogenicos
En = Z2
n2mee
4
2~2
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Procesos de absorcion y emision
Transiciones cuanticas
Ligado-ligado
(des)excitacion
Ligado-libre
ionizacion/recombinaciondisociacion/formacion
Libre-libre
Atomos hidrogenicos
En = Z2
n2mee
4
2~2
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Procesos de absorcion y emision
Transiciones cuanticas
Ligado-ligado
(des)excitacion
Ligado-libre
ionizacion/recombinaciondisociacion/formacion
Libre-libre
Atomos hidrogenicos
En = Z2
n2mee
4
2~2
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Equilibrio termodinamico local
Ley de Boltzmann
Ni ,nNi ,1
=gi ,ngi ,1
eE1En
kT
Ni ,nNi
=gi ,n
Ui (T )e
E1EnkT
Ley de Saha
E = i + mev2e /2
Ni+1NeNi
=2Ui+1(T )
Ui (T )
(2pimekT
h2
)3/2e
ikT
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Equilibrio termodinamico local
El cuerpo negro
1 n 1eh/kT 1
Ley de Stefan-Boltzmann
F =2pi5k4
15h3c2T 4 T 4
Ley desplazamiento Wien
max = (58,8GHz)(T/K )
max = (0,290 cm)(T/K )1
Funcion de Planck
B =2h3
c21
eh/kT 1Aprox. Rayleigh-Jeans: h kT B 22c2 kTAprox. Wien: h kT B 2h3c2 e
hkT
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Equilibrio termodinamico local
Ley de Kirchhoff
= B(T )
Ecuacion de transporte
dId
=ab
ab + scB(T ) +
scab + sc
J I
T ' T0, sc ' 0 o J ' BI() ' I0e + B(T0)(1 e )
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Sistemas fotometricos
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Magnitud aparente
Hiparco (190 120 a.C.)
Ley de Pogson
m1 m2 = 2,5 log10F1F2
F1F2
= 100,4(m1m2)
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Magnitud aparente
Punto cero
Vega : m(Vega) = 0AB : m() = 2,5 log10( Ferg/s/cm2/Hz ) 48,6STMAG: m() = 2,5 log10( Ferg/s/cm2/A ) 21,1
Ley de Pogson
m1 m2 = 2,5 log10F1F2
F1F2
= 100,4(m1m2)
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Magnitud aparente
Punto cero
Vega : m(Vega) = 0AB : m() = 2,5 log10( Ferg/s/cm2/Hz ) 48,6STMAG: m() = 2,5 log10( Ferg/s/cm2/A ) 21,1
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Magnitud absoluta
Definicion
Si el objeto estuviera a 10 pc,
MX = mX 5 log10(
D
10 pc
)
Magnitud Distancia Magnitud Modulo de
aparente [pc] absoluta distancias
Sol -26.74 5 106 4.83 -31.59Sirio -1.47 2.64 1.42 -2.89
Vega 0.03 7.68 0.58 -0.57
Betelgeuse 0.45 197 -6.02 6.47
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Filtros fotometricos
Magnitud bolometrica
mbol = 2,5 log10(
0F d
)+ Cbol
Correccion bolometrica
BCX = mbol XDepende del espectro
No de la distancia
2 convenios
BCV () = 0L0 = 3,055 1028 W
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Filtros fotometricos
Sistemas fotometricos
Johnson-Cousins (UBVRI)
Thuan-Gunn (griz)
Caracterizacion
Funcion de transmision
eff , FWHM
Conversion
V = VV + V (B V ) + V
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Indices de color
Banda ancha (FWHM 1000 A)
(CI )AB (A B) = mA mB = constante 2,5 log10(fAfB
)
Independientes de la distancia
Dependientes de propiedades fsicas
(B V ) : temperatura estelar(U B) : tipo espectral (discontinuidad de Balmer) ycomposicion qumica (lneas de absorcion UV)
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Indices de color
Bandas medias (FWHM 100 A) y estrechas ( 10 A)
Stromgren (uvby, n,w )
(u b), (b y) : temperatura estelarc1 (u v) (v b), (n w ) : luminosidad y temperaturam1 (u b) (b y) : line blanketing y tipo espectral
DDO (45,42,41,38,35)
C (42 45) : temperatura efectivaC (45 48) : gravedad superficialC (41 42) : composicion qumica
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Indices espectrales
Intensidades medias
Banda central (Ic , c)
2 bandas laterales (Is)
Indican
Edad
Metalicidad
Expresion
Anchura equivalente: EW = c (1 Ic/Is)Magnitud : M = 2,5 log10(1 Ic/Is)
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
El largo camino de un foton
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Extincion por polvo
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Extincion por polvo
Curva de extincion
A 2,5 log10(I ()
I0()
)
E (B V ) = AB AV
R =AV
E (B V )
Cardelli et al. (1989)
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Extincion por polvo
Schlegel et al. (1998), obtained from LAMBDA
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
La atmosfera
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
La atmosfera
Masa de aire
A sec(z)
Atenuacion
T eA
m(z) = k sec(z) + constante
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Observables
Flujo
F =
0
FTSR d
F : Flujo medido [erg/s/cm2]F (=
c2f) : SED del objeto [erg/s/cm
2/Hz]T : Transmision atmosfericaS : Transmision del filtroR : Respuesta del telescopio
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Observables
Magnitud
m = 2,5 log10 (F/F0)M = m 5 log10 (D/10 pc) A
M : Magnitud absolutaF : Flujo del objetoF0 : Flujo del punto cero
m : Magnitud aparenteD : Distancia al objetoA : Extincion
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Conceptos basicosInteraccion materia-radiacionSistemas fotometricos
Observables
Brillo superficial
= m + 2,5 log10()
m : Magnitud aparente : Angulo solido (arcsec2)
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Instrumentacion astronomica
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Refractor
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Refractor
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Reflector
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Gran Telescopio de Canarias (GTC)
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Optica adaptativa
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Very Large Telescope (VLT)
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Very Large Telescope (VLT)
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
European Extremely Large Telescope (E-ELT)
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Fotometra
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Fotometra
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Espectroscopa
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Espectroscopa
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Espectroscopa de campo integral
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
MUSE @ VLT
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Radiotelescopios
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Radiotelescopios
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Radiotelescopios
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Radiointerferometros
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Radiointerferometros
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Radiointerferometros
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Observatorios espaciales
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Observatorios espaciales
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Observatorios espaciales
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Observatorios espaciales
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Observatorios espaciales
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Observatorios espaciales
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Observatorios espaciales
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Observatorios espaciales
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
-
Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Telescopios Cherenkov
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Telescopios Cherenkov
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Rayos cosmicos
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Neutrinos
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Astronoma de posicionTeora de la radiacion
Instrumentacion astronomica
Neutrinos
Astrofsica y Cosmologa Fundamentos de Astrofsica observacional
Astronoma de posicinTeora de la radiacinConceptos bsicosInteraccin materia-radiacinSistemas fotomtricos
Instrumentacin astronmica