96391 - ASTROPHYSICS OF GALAXIES

Conoscenze e abilità da conseguire

The course addresses in depth some fundamental topics of the astrophysics of galaxies, training the students to analyze and critically discuss papers relevant for the current research in the field. Starting from a dynamical description of the structure of galaxies, the course then examines the comparison between model and observed quantities, in particular acquired with recent observational campaigns; the evidence for dark matter, extended and in the form of central massive black holes; the properties of the hot interstellar medium; the physical origin of the main galaxy scaling laws.

Contenuti

Lo scopo del corso e` acquisire una conoscenza approfondita della struttura delle galassie, prevalentemente di tipo "early"; l'apprendimento si basa sia su una modellistica teorica che sull'interpretazione delle proprieta` osservate attraverso cui la struttura si rivela. Il corso prevede una prima parte in cui vengono estesi concetti noti di dinamica stellare, e vengono derivate le equazioni di Jeans, strumento fondamentale per la descrizione delle proprieta` orbitali delle stelle e della distribuzione di massa (anche a piu' componenti). Le equazioni sono usate per rappresentare sistemi sferici ed assisimmetrici, per rivelare la presenza di componenti di massa "dark", e per discutere problemi quali ad esempio la degenerazione massa-anisotropia, e la relazione tra forma della galassia, anisotropia orbitale, rotazione.
Le conoscenze e la capacita` modellistica acquisite sono poi applicate all'interpretazione delle proprieta` fotometriche e cinematiche osservate, ponendo particolare attenzione a come confrontare grandezze dinamiche predette dai modelli e grandezze ricavabili dalle osservazioni. La seconda parte del corso e` dedicata all'analisi ed all'approfondimento critico di importanti argomenti della ricerca attuale, facendo riferimento anche alle principali pubblicazioni scientifiche in cui essi sono affrontati, sia classiche che recenti. In sintesi, gli argomenti oggetto di approfondimento sono centrati su:

• struttura delle galassie e loro diverse componenti;

• presenza di materia oscura: scoperta, metodi di misura, distribuzione;

• i black holes supermassicci centrali nelle galassie: scoperta, misura dinamica della loro massa, influenza sulla galassia ospite;

• interpretazione fisica delle piu` importanti correlazioni tra proprieta' morfologiche/strutturali/dinamiche osservate per le galassie (leggi di scala);

• la popolazione stellare nelle leggi di scala: i ruoli della IMF, dell'eta`, e dell'abbondanza di metalli pesanti;

• la componente gassosa calda, e la sua relazione con la componente stellare e quella di materia oscura; evoluzione dei flussi gassosi galattici.

Testi/Bibliografia

Testi ed articoli (in lingua inglese) per ciascun argomento trattato saranno consigliati durante le lezioni. Testi di riferimento per molti argomenti sono i seguenti:

Binney, Tremaine: Galactic Dynamics, Princeton University Press, 1987 (2007, 2nd edition)

Binney, Merrifield: Galactic Astronomy, Princeton University Press, 1998

Greggio, Renzini: Stellar Populations. A user guide from low to high
redshift, Wiley, 2011

Ciotti, L. (2021). Introduction to Stellar Dynamics. Cambridge: Cambridge University Press.

Metodi didattici

Oral lessons.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Oral examination.

Strumenti a supporto della didattica

Board and videoprojector.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Silvia Pellegrini