In italiano se sono presenti solo studenti italiani. Altrimenti in inglese.
Contenuto del corso
Formazione gerarchica delle prime strutture cosmiche. Formazione ed evoluzione delle prime stelle e dei primi buchi neri. I processi di retroazione ed il loro impatto sulla formazione delle galassie. Simulazioni di prime galassie ed osservazioni ad alto redshift con JWST. Archeologia Cosmica.
Non esiste un testo di riferimento specifico, ma per I diversi argomenti trattati saranno utilizzati capitoli di libri (Mo, Bosch, & White, 2010: “Galaxy Formation and evolution”, Cambridge University Press; Padmanabhan, 1993 :”Structure Formation in the Universe”) e reviews (Barkana & Loeb 2001, “In the beginning: the first sources of light and the reionization of the Universe”. Loeb, Ferrara & Ellis 2007 “The first light in the Universe”, Saas-Fe Lectures, Springer. Bromm 2011, “The first galaxies”) che verranno specificatamente indicati durante il corso.
Obiettivi Formativi
Conoscenze: le basi fisiche della cosmologia post-ricombinazione con particolare riguardo alla formazione ed evoluzione delle prime stelle, prime galassie e primi buchi neri .
Competenze acquisite: consapevolezza dei più importanti problemi aperti della Cosmologia post-ricombinazione; possibilità di interpretare osservazioni e di costruire semplici modelli dei fenomeni fisici legati alla formazione delle prime galassie.
Capacità acquisite al termine del corso: capacità di seguire seminari specialistici e di leggere articoli di letteratura; capacità di sviluppare semplici modelli cosmologici per studiare le proprietà delle prime galassie; capacità di interpretare le abbondanze chimiche osservate negli oggetti astrofisici poveri di elementi pesanti.
Numero di ore totali del corso (ovvero il tempo totale speso per seguire le lezioni, I seminari, per lo studio personale, per la preparazione agli esami, etc): 150
Numero di ore relative alle attività in aula: 48
Altre Informazioni
Orario di ricevimento:
Su appuntamento
Prof. Stefania Salvadori
Dipartimento di Fisica e Astronomia, sede Garbasso (sede di Sesto nei giorni delle lezioni).
email: stefania.salvadori@unifi.it
http://www.stefaniasalvadori.com
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale. Durata ~ 45 minuti. Lo studente sceglierà un argomento tra quelli trattati ed il docente gli/le fornirà una lista di 3-5 articoli scientifici sul tema. Tra questi, lo studente ne selezionerà uno da studiare. L'esame orale sarà quindi articolato in due parti. Nella prima parte lo studente esporrà in 20-25 minuti l'articolo scelto (e.g. con power point). Nella seconda parte saranno poste domande sia sull'articolo presentato che sui concetti generali trattati nel corso (e.g. proprietà delle prime stelle, motivi fisici delleloro diverse caratteristiche). La modalità dell'esame consentirà quindi di valutare sia la specifica preparazione di base che la capacità acquisita di elaborazione ad approfondimento.
Programma del corso
La formazione gerarchica delle prime strutture cosmiche: dalla crescita lineare delle perturbazioni, agli aloni di materia oscura; la funzione di massa degli aloni e la costruzione di alberi gerarchici; la formazione delle prime proto-galassie.Le prime stelle ed i primi buchi neri: il processo di formazione; la funzione di massa iniziale; lo spettro di emissione; l’evoluzione e la formazione dei primi elementi pesanti. I processi di retroazione ed il loro impatto sulla formazione delle galassie: il fondo Lyman-Werner; la reionizzazione e l’arricchimento chimico del mezzo inter-galattico; predizioni teoriche e prove osservative. Dalla formazione delle prime galassie all’Universo osservato: simulazioni e modelli cosmologici di prime stelle e di prime galassie; osservazioni odierne dell’Universo lontano e vicino; osservazioni future.L’Archeologia cosmica: come utilizzare le osservazioni del vicino Universo per studiare le prime stelle; le stelle povere di elementi pesanti come relitti delle prime stelle; le galassie nane come controparte locale delle prime galassie.