27200 - GALASSIE ATTIVE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede una conoscenza delle proprietà fisiche ed osservative delle Galassie Attive nelle diverse bande di osservazione. In particolare, conosce le proprietà fondamentali delle galassie con attiva formazione stellare, dei nuclei galattici attivi e della loro interazione con la galassia ospitante. Inoltre, lo studente è in grado di derivare i parametri fisici dai dati osservativi per le diverse categorie di oggetti studiati.

Contenuti

Argomenti principali: la fisica degli AGN e loro classificazione. Evoluzione degli AGN. I primi AGN dell'Universo.

• Introduzione al corso e sue finalità.

• Breve introduzione storica sui Nuclei Galattici Attivi (AGN).
  

• Processi termici e non termici di emissione.
  

• Il paradigma dei buchi neri. Dischi radiativamente efficienti (Shakura-Sunyaev) vs. soluzioni di dischi inefficienti (ADAF). Slim disks e loro potenziali applicazioni nell'ambito dei buchi neri.
  

• La grande famiglia degli AGN ed il modello unificato.
  

• Le principali componenti di emissione degli AGN: il continuo multi-banda, le righe di emissione. Processi fisici del gas e della polvere. Risultati recenti da ALMA sulla componente di gas.
  

• Stima delle masse dei buchi neri tramite studi di reverberation e relazioni di scala.
  

• AGN radio quieti vs. radio emittenti. Meccanismi di emissione, caratteristiche osservative, distribuzioni di energia spettrale e sequenza dei blazars. Prospettive per il Cerenkov Telescope Array nella banda del TeV.
  

• Proprietà in banda X degli AGN. La connessione disco-corona. La riga di fluorescenza del ferro come tracciante delle regioni interne di un AGN e sue proprietà.
  

• Le regioni piu' interne di un AGN viste da EHT e GRAVITY. 

• Feedback da AGN. L'impatto di venti e outflows su tutte le scale e nella relazione massa del BH-dispersione di velocità delle galassie. Risultati recenti multi-frequenza.
  

• AGN vs. binarie X: le proprietà dell'accrescimento su scale diverse e il piano fondamentale dell'accrescimento.
  

• Buchi neri supermassicci di bassa efficienza: il caso particolare di SgrA*.
  

• Variabilità in flusso e spettrale di AGN. Il caso intrigante dei cosiddetti 'changing-look AGN'. Fenomeni transienti (e.g., TDE) in AGN.
  

• Formazione ed evoluzione degli AGN. Survey in banda X e fondo cosmico in banda X. Quali sono le domande rilevanti che attendono una risposta?
  

• AGN oscurati in funzione del tempo cosmico: selezione, proprietà multi-frequenza ed evoluzione dell'oscuramento.
  

• Quasars come sonde cosmologiche.
  

• Le galassie ospite di AGN. Tasso di accrescimento sui BHs vs. tasso di formazione stellare in funzione del tempo cosmico. La connessione AGN-starburst.
  

• L'ambiente degli AGN ed il ruolo dei merger nell'attivare attività nucleare. La ricerca di AGN duali e binari nell'era delle onde gravitazionali.
  

• Il regno degli AGN ad alto redshift. La teoria sui BH seme primordiali. Il ruolo dell'ISM nella galassia ospite nell'oscuramento dell'attività nucleare ad alto redshift. Prospettive per la strumentazione di prossima generazione.
  

• Cosa ci rimane da capire.
  

• Gamma-ray bursts: osservazioni, fisica e modelli. Connessione con le onde gravitazionali. 

Testi/Bibliografia

• Hale Bradt: "Astrophysics Processes: The Physics Of Astronomical Phenomena", Cambridge University Press

• George B. Rybicky, Alan P. Lightman: "Radiative Processes in Astrophysics", Wiley

• Gabriele Ghisellini: "Radiative processes in high energy astrophysics", Springer, Lecture Notes in Physics 873

• Bradley M. Peterson: "An introduction to Active Galactic Nuclei", Cambridge University Press
  

• J. Frank, A. King & D. Raine: "Accretion Power in Astrophysics", Cambridge University Press

• Frederick D. Seward, Philip A. Charles: "Exploring the X-ray Universe", Cambridge University Press

• Hagai Netzer: "The Physics and Evolution of Active Galactic Nuclei", Cambridge University Press

• Volker Beckmann, Chris Shrader: "Active Galactic Nuclei", Wiley-VCH

• Haardt F., Gorini V., Moschella U., Treves A., Colpi M.:
  "Astrophysical Black Holes", Springer, Lecture Notes in Physics, 905

• Falanga M., Belloni T., Casella P., Gilfanov M., Jonker P., King A.: "The Physics of Accretion onto Black Holes", Springer, Space Sciences Series
  of ISSI
  

• Articoli di approfondimento di letteratura.

Metodi didattici

Durante le lezioni verranno discussi i temi inerenti alla classificazione delle galassie attive, alle loro proprietà multifrequenza e verranno approfonditi i meccanismi di emissione e gli aspetti di natura astrofisica tramite libri di testo e articoli di letteratura. 

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento viene effettuata tramite un esame orale, che comincia con un argomento a piacere e continua con la  verifica delle conoscenze acquisite durante il corso. Allo studente viene richiesta capacità di connettere in modo appropriato i vari argomenti sviluppati nel corso. Viene anche richiesta capacità di analisi critica di argomenti di assoluto rilievo dell'astrofisica moderna in relazione alle galassie attive, nonché di calcolare quantità fisiche attraverso equazioni di fisica classica.

Strumenti a supporto della didattica

Presentazioni powerpoint (disponibili sulla pagina web personale e su IoL) e lavagna.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Cristian Vignali