La Via Lattea e il Gruppo Locale: loro struttura; stelle e popolazioni stellari; ammassi stellari; spettroscopia stellare; origine degli elementi chimici; formazione ed evoluzione chemo-dinamica della Galassia; mezzo interstellare.
Galassie: Morfologia e parametri strutturali. Fotometria multibanda e spettroscopia. Popolazioni stellari, gas e polvere. Chimica. Relazioni di scala. Cinematica ed evoluzione dinamica. Effetti ambientali. Evoluzione cosmologica. Nuclei galattici attivi.
Capitoli tratti dai seguenti libri: Cimatti, Fraternali, Nipoti, “Introduction to Galaxy Formation and Evolution: From Primordial Gas to Present-Day Galaxies”, Cambridge University Press; Binney and Tremaine, “Galactic dynamics”, Princeton University Press; Dopita and Sutherland, “Astrophysics of the diffuse universe”, Ed. Springer; Nucleosynthesis and Chemical evolution of Galaxies (Pagel); Articoli o riferimenti specifici ad altri testi forniti durante le lezioni
Obiettivi Formativi
Conoscenze acquisite:
Fondamenti di astrofisica Galattica ed extragalattica. Conoscenza dei meccanismi fisici alla base delle principali misure fisiche di stelle, popolazioni stellari, galassie, nuclei galattici attivi. Fenomenologia di galassie e nuclei galattici attivi e interazione con l’ambiente circostante. Inquadramento storico del campo di ricerca e delle prospettive future dei principali argomenti di ricerca attivamente dibattuti dalla comunità scientifica.
Competenze acquisite:
La studio spettroscopico e fotometrico delle popolazioni stellari risolte per comprendere struttura ed evoluzione della Via Lattea e delle galassie vicine.
Ruolo delle osservazioni in varie bande dello spettro elettromagnetico nella caratterizzazione delle galassie, nello studio della loro formazione e nella misura dei parametri cosmologici fondamentali. Utilizzo delle relazioni di scala per derivare informazioni sulla fisica delle galassie e sulla loro evoluzione. Comprensione ed analisi critica della letteratura specialistica.
Prerequisiti
Corsi base di fisica e astrofisica.
Metodi Didattici
Lezioni frontali
Altre Informazioni
Orario di Ricevimento studenti su appuntamento
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale sugli argomenti del corso e su un articolo a scelta fra quelli proposti alla fine del corso
Programma del corso
La nostra Galassia: Inquadramento storico; Il Gruppo Locale e la Galassia in contesto cosmologico; Caratteristiche morfologiche, chimiche e dinamiche del Gruppo Locale; Strumenti per la spettroscopia di popolazioni risolte; Metodi di misura delle proprietà delle stelle: età, masse, raggi; la curva di rotazione Galattica; scale delle distanze e Gaia; Ammassi stellari: proprietà generali e funzione di massa; la spettroscopia stellare: cenni di meccanica statistica, atmosfere stellari, formazione degli spettri, derivazione dei parametri fisici e abbondanze; l’origine degli elementi chimici: nucleosintesi del Big Bang; generazione di energia delle stelle; reazioni nucleari; cattura neutronica; spallazione. Formazione ed evoluzione della Galassia: ingredienti dell’evoluzione chimica, modello closed box, modelli con infall ed outflow, confronto con galassie di tipo diverso. Mezzo interstellare: idrogeno atomico e molecolare su scala Galattica, polvere, estinzione. Presente e futuro dell’astrofisica Galattica: le grandi survey spettroscopiche, Gaia, LSST
Galassie: Introduzione e morfologia visuale delle galassie. Parametri fotometrici fondamentali e morfologia quantitativa delle galassie. Spettro di emissione elettromagnetica delle galassie: la componente di luce stellare. Spettro di emissione elettromagnetica delle galassie: proprietà delle popolazioni stellari dalla luce in bande ottiche e NIR. Spettro di emissione elettromagnetica delle galassie: misure di star formation rate e delle proprietà del mezzo interstellare ionizzato. Il mezzo interstellare delle galassie - Relazioni di scala e loro interpretazione in termini di evoluzione delle galassie (I parte): Semplici modelli di evoluzione chimica. Relazioni di scala e loro interpretazione in termini di evoluzione delle galassie (II parte): Nozioni fondamentali di misure cinematiche delle galassie. Dinamica delle galassie a disco. Cinematica e dinamica delle galassie "early-type". Processi dinamici di evoluzione delle galassie. Processi di evoluzione dinamica di galassie dovuti all'ambiente (gruppi/clusters). Proprietà fisiche e scenari evolutivi per galassie centrali e satelliti in gruppi e clusters. Proprietà fisiche e trasformazioni di galassie "late-type" nei cluster. Nuclei galattici attivi: proprietà osservative, fisiche, misure di masse di buchi neri supermassicci, relazioni di scala tra buchi neri e galassie ospite. Evoluzione cosmologica delle galassie e delle loro proprietà fisiche. Prospettive della ricerca.