96384 - GALAXY FORMATION AND EVOLUTION

Anno Accademico 2022/2023

  • Docente: Andrea Cimatti
  • Crediti formativi: 8
  • SSD: FIS/05
  • Lingua di insegnamento: Inglese
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea Magistrale in Astrophysics and Cosmology (cod. 5828)

Conoscenze e abilità da conseguire

The aim of the course is to provide the student with the fundamental knowledge of the extragalactic astrophysics, and the formation and evolution of galaxies in the cosmological framework. The student will learn the physical processes which explain the observed properties of galaxies and their evolution. In particular: (1) the main properties of our Galaxy, star forming galaxies, early-type galaxies and galaxy clusters in the present-day universe, (2) dark matter halos, (3) the cosmic evolution of baryonic matter, (4) the physics of galaxy formation, (5) the first luminous objects, (6) the observational studies of galaxy formation and evolution.

Contenuti

Il corso intende fornire una coerente e moderna panoramica dell' astrofisica extragalattica, della formazione ed evoluzione delle galassie e degli ammassi di galassie, dei legami con la cosmologia e degli approcci osservativi che sono oggi possibili per lo studio diretto dell' Universo lontano.

Argomenti principali trattati nel corso :

- Classificazione delle galassie attuali.

- La nostra Galassia e il Gruppo Locale.

- La fisica dei gas nella formazione ed evoluzione delle galassie : materia diffusa, ionizzazione e ricombinazione, processi di raffreddamento e riscaldamento dei gas astrofisici, gas molecolare, polvere interstellare, collasso gravitazionale e massa di Jeans.

- Proprieta` strutturali e fisiche delle galassie nell' Universo attuale (ellittiche, spirali, irregolari) : mezzo diffuso, stelle, formazione stellare, abbondanze chimiche, relazioni di scala, masse, profili di brillanza, funzioni di distribuzione (es. luminosita`, massa,...), clustering, effetti "ambientali", interazioni tra galassie.

- Proprieta' generali degli ammassi di galassie : struttura, stima delle masse, frazioni di massa (oscura, gas, galassie), proprieta' delle galassie in ammasso, relazioni di scala, effetto S-Z.

- Richiami di cosmologia e di teoria della formazione delle strutture.

- Evoluzione della componente barionica.

- Formazione di dischi e sferoidi.

- La formazione dei primi oggetti (stelle di Popolazione III).

- Mezzo intergalattico e reionizzazione.

- Metodi di ricerca di galassie ad alto redshift.

- Proprietà fisiche delle galassie ad alto redshift.

- Evoluzione cosmica globale (luminosità, formazione stellare, massa, metallicità, morfologia, ...).

- Confronti osservazioni - modelli teorici.

- Prospettive future.

Testi/Bibliografia

Il testo di riferimento è:

Introduction to Galaxy Formation and Evolution: From Primordial Gas to Present-Day Galaxies. Andrea Cimatti, Filippo Fraternali, Carlo Nipoti. Cambridge University Press.

Programma di studio: vedere il Syllabus disponibile nel materiale didattico.

Per approfondimenti: Galaxy Formation and Evolution. Mo, van den Bosch & White. Cambrige University Press.

Altre letture verranno consigliate durante il corso.
Inoltre verranno rese disponibili anche le trasparenze mostrate durante le lezioni da usare come traccia degli argomenti effettivamente svolti durante il corso.

Metodi didattici

Le lezioni sono frontali e sono svolte utilizzando sia le diapositive (come supporto visivo) sia la lavagna tradizionale per le dimostrazioni, gli esempi e gli esercizi. Inoltre vengono assegnati agli studenti alcuni articoli specialistici da leggere e da discutere successivamente in classe.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Gli esami sono orali. Durante gli esami vengono fatte almeno tre domande per verificare l'apprendimento e la capacità dello studente di collegare tra loro in modo coerente i diversi argomenti del corso.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e presentazioni slide powerpoint.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Andrea Cimatti