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. 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` morfologiche 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: 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.

 

Nella piattaforma virtuale.unibo.it, nella parte dedicata al corso, e' disponibile un file con il syllabus del corso, contenente una lista piu' dettagliata di tutti gli argomenti in programma, e la referenza bibliografica in cui sono trattati.

 

Testi/Bibliografia

L'elenco dei testi e degli articoli (in lingua inglese) per ciascun argomento trattato saranno forniti durante le lezioni. Testi di riferimento per molti argomenti sono i seguenti:

Binney, Tremaine: Galactic Dynamics, Princeton University Press, 1987 (2008, 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.: Introduction to Stellar Dynamics, Cambridge University Press, 2021.

Il repository del materiale didattico dell'Universita` di Bologna (virtuale.unibo.it), alla sezione del corso, contiene indicazioni dettagliate delle parti dei testi sovracitati che sono necessarie, e i testi di tutti gli articoli trattati a lezione.

Metodi didattici

Lezioni in aula.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione avviene tramite un esame orale, della durata di 45 minuti circa. L'esame puo` iniziare con un argomento a scelta tratto dal programma dettagliato con i relativi riferimenti disponibili su Virtuale. Possono poi essere poste domande su ciascuna parte del programma. L'obiettivo dell'esame e` verificare la comprensione approfondita dell'argomento scelto, la capacita` di inserirlo nel suo contesto astrofisico, ed una conoscenza piu` ampia e generale di tutti gli argomenti del corso. La valutazione e` graduata come segue: se le conoscenze dimostrate, anche se incomplete, rivelano una sufficiente preparazione generale, il voto finale varia da 18 a 25 (a seconda della chiarezza espositiva e della capacita` di formalizzare gli aspetti matematici); se le risposte sono complete ed esaurienti, dimostrano una piena padronanza dell'argomento e una capacita` di riflessione autonoma, il voto finale varia da 26 a 30 (a seconda del livello delle proprieta` menzionate nelle risposte fornite).

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna e videoproiettore.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Silvia Pellegrini