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Daniele Dallacasa

Professore associato confermato

Dipartimento di Fisica e Astronomia

Settore scientifico disciplinare: FIS/05 ASTRONOMIA E ASTROFISICA

Temi di ricerca

Parole chiave: Ammassi di Galassie Astrofisica dei plasmi Radiogalassie

- Campo di ricerca n. 1-
La radioemissione e' un fenomeno di breve durata (10^7-10^8 anni) in relazione all'eta' delle galassie (10^10 anni). Non e' ancora chiaro quali siano gli ingredienti necessari affinche' il meccanismo che genera elettroni relativistici e campo magnetico si instauri e quindi produca radiazione di sincrotrone. Data l'evoluzione abbastanza rapida delle proprieta' delle radiosorgenti, importanti indicazioni provengono dagli oggetti la cui radioemissione e' nella fase inziale, confinata alle regioni nucleari della galassia ospite, con eta' tipiche della radiosorgente dell'ordine del migliaio di anni. Lo studio degli oggetti giovani e quindi piccoli costituisce un importante filone di ricerca per dedurre le proprieta' della sorgente di energia e dell'ambiente in cui il plasma radio si sviluppa e forma la radiosorgente.
- Campo di ricerca n.2 -
Gli ammassi di galassie permettono di studiare una molteplicita' di fenomeni astrofisici. La radioemissione da' informazioni sull'attivita' dei nuclei delle galassie nell'ammasso e permette lo studio dell'interazione del plasma relativistico emettente per sincrotrone con il gas caldo che permea lo spazio intergalattico e che costituisce la parte preponderante della massa visibile. Inoltre, l'eventuale presenza di emissione diffusa, non associata ad alcuna galassia porta informazioni rilevantissime relative alla storia dinamica di accrescimento di nuove galassie che vengono catturate dall'attrazione gravitazionale dell'ammasso.

- Campo di ricerca n.3 -
La radioemissione e' originata da un plasma relativistico astrofisico dotato di un campo magnetico che viene originato nelle regioni nucleari delle galassie e successivamente lanciato a velocita' prossime a quelle della luce in direzione del mezzo interstellare della galassia ospite e successivamente nel mezzo intergalattico. L'interazione con l'ambiente e gli effetti che questo produce sulla radiazione di sincrotrone costituiscono un importante diagnostico che consente di derivare informazioni sui parametri fisici sia del plasma che del mezzo ambiente stesso.


La radioemissione nei nuclei attivi delle galassie presenta strutture su scale che passano dal parsec al Mpc. In particolare, nelle radiosorgenti compatte e' ormai evidente che le dimensioni piccole sono dovute ad uno stadio giovane dell'evoluzione della radiosorgente che, col passare del tempo, poi e' destinata a svilupparsi su scale molto piu' grandi delle dimensioni della galassia ospitante ed a passare dall'interazione con il mezzo interstellare a quella con il mezzo intergalattico. Lo studio delle radiosorgenti compatte riveste una notevole importanza relativamente alla conoscenza dello sviluppo ed evoluzione delle radiosorgenti. I parametri fisici (e.g. luminosita', pressione interna del plasma relativistico, energia interna, etc.) subiscono delle variazioni anche consistenti durante la vita della radiosorgente che puo' essere scandita dal suo sviluppo strutturale. Lo studio di campioni di radiosorgenti giovani costituisce un importante filone di ricerca per comprendere quale sia il ruolo dell'ambiente circostante il nucleo attivo nell'indirizzare il destino dello sviluppo della radioemissione stessa. Studi approfonditi richiedono l'utilizzo di telescopi che consentono risoluzioni dell'ordine del millesimo di secondo d'arco e devono essere condotti a una serie di frequenze al fine di interpretare correttamente le strutture visibili. Il nostro gruppo sta lavorando quindi sullo studio statistico di questi oggetti con uno sforzo prevalentemente osservativo. La struttura morfologica deve poi essere accompagnata anche dall'analisi di una possibile evolzione del tipico profilo spettrale a campana che, ci si aspetta, non dovrebbe variare in maniera sostanziale su tempi scala di qualche anno/decennio. Casi che non soddisfano a questo requisito sono indice di oggetti non correttamente interpretati come giovani, ma che appaiono piccoli solo per effetti di proiezione ed il cui spettro radio dovrebbe essere caratterizzato da elevata variabilita'. In particolare e' allo studio un piccolo campione di oggetti in cui, in teoria, la radioemissione dovrebbe essersi originata solamente negli ultimi decenni. I risultati recentemente ottenuti hanno evidenziato che i semplici modelli della distribuzione del gas nelle regioni prossime al nucleo attivo non sono compatibili con alcune caratteristiche osservative ed, in primo luogo con le asimmetrie di luminosita', dimensione e posizione dei mini-lobi. Negli ammassi di galassie il plasma relativistico depositato dalle radiogalassie spente o in via di spegnimento puo' essere ri-vitalizzato (e quindi essere nuovamente reso radioemittente) qualora fenomeni di riaccelerazione forniscano nuovamente quantita' sostanziali di energia agli elettroni relativistici. Negli ammassi soggetti a recenti processi di merger, una opportuna combinazione di parametri (scala della turbolenza) puo' produrre tali effetti originando radio emissione da strutture diffuse conosiute come aloni e relitti. Dal loro studio e' possibile dedurre diverse proprieta' relative alla fisica e al contenuto energetico della materiale intergalattico negli ammassi. Recenti osservazioni hanno dimostrato che la correlazione tra luminosita' radio e massa dell'ammasso (o Luminosita' nei raggi X) non si applica a tutti gli ammassi, ma che coloro che non presentano emissione radio rivelabile, hanno dei limiti superiori a tale emissione che sono ben al di sotto (2 ordini di grandezza) rispetto alla corelazione prevista. Inoltre e' possibile studiare il ruolo dell'ambiente nel determinare le proprieta' della radioemissione nelle galassie di ammasso. Inoltre dallo studio del segnale polarizzato e' anche possible determinare quali siano le proprieta' del campo magnetico intergalattico.

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