27218 - ASTROFISICA EXTRAGALATTICA

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede un inquadramento generale delle proprietà morfologiche, strutturali e dinamiche (gas, stelle e materia oscura) dei sistemi stellari dalla scala galattica fino agli ammassi di galassie. Acquisisce le conoscenze fisiche ed astrofisiche necessarie per la comprensione della loro formazione ed evoluzione. Lo studente è inoltre in grado di leggere, comprendere e discutere nelle linee essenziali lavori di ricerca sulla formazione, struttura ed evoluzione di galassie ed ammassi di galassie, sia dal punto di vista osservatico che teorico.

Contenuti

PARTE OSSERVATIVA-MORFOLOGICA: Proprieta' generali dei sistemi stellari dalla scala galattica agli ammassi di galassie: profili di luminosita', colori e popolazioni stellari; cinematica: dispersioni di velocita', velocita' di rotazione ed ellitticita'; le relazioni Mbh-sigma, Lx-Lb, Faber-Jackson, Kormendy, Piano Fondamentale, Tully-Fisher, materia oscura. Introduzione alla Cosmologia Osservativa.

PARTE TEORIA 1: Cenni di Dinamica Stellare: effetto fionda, collisionalita' e tempi di rilassamento in approssimazione impulsiva. Frizione dinamica. Teorema del viriale. Concetto di funzione di distribuzione, momenti e loro interpretazione. Evaporazione gravitazionale - Catastrofe gravotermica ed oscillazioni gravotermiche. Evoluzione dinamica di ammassi aperti e globulari [questa parte puo' essere considerata propedeutica al corso di Dinamica dei Sistemi Stellari].

PARTE TEORIA 2: Introduzione alla Fluidodinamica in Astrofisica (derivata materiale, teoremi del trasporto, equazioni di continuita', impulso ed energia, viscosita' e termodinamica, teoremi di Kelvin, Bernoulli, Poincare', equilibri barotropici e baroclini, fluidi in rotazione, relazioni di dispersione, velocita' del suono, onde d'urto). Fenomeni di accrescimento, accrescimento di Bondi, luminosita' di Eddington, instabilita' di Jeans. La formazione delle galassie: formazione monolitica, merging dissipativo e non dissipativo. Relazione tra attivita' di QSO e formazione delle galassie. Cooling flows.

PARTE TEORIA 3: Introduzione al metodo cosmologico. Cosmologia Newtoniana e relativistica. Modelli dinamici di evoluzione dell’Universo: universi aperti, piatti, chiusi. Introduzione al modello LCDM. Definizioni di distanza in cosmologia: distanza comovente, fisica, di luminosità ed angolare, concetto di “raggio” dell’Universo.

Testi/Bibliografia

'Dynamics of galaxies' (G. Bertin, Cambridge University Press) 'Galactic Dynamics' (J. Binney, S. Tremaine Princeton University Press) 'Galactic Astronomy' (J. Binney, M. Merrifield Princeton University Press) 'Dynamical evolution of globular clusters' (L. Spitzer Princeton University Press) 'Lecture notes on stellar dynamics' (L. Ciotti Scuola Normale Superiore Pisa). 'Introduction to Cosmology (B. Ryden, Addison Wesley).

Metodi didattici

Lezioni sugli argomenti del corso, seguite da discussione dei piu' importanti articoli di ricerca pubblicati su riviste internazionali.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Esame orale. L'esame ha una durata massima di 45 minuti, alla lavagna, ed e' organizzato in 3 parti (ciascuna di 15 minuti). Esposizione dei concetti generali di un argomento del programma del corso (lo scopo e' verificare la capacita' espositiva). Soluzione di un semplice problema (per verificare le abilita' numeriche e la capacita' di effettuare stime di ordine di grandezza di fenomeni fisici). Domanda sulla parte di Cosmologia.

Strumenti a supporto della didattica

Appunti

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Ciotti

Consulta il sito web di Franco Vazza