27218 - ASTROFISICA EXTRAGALATTICA

Scheda insegnamento

Anno Accademico 2017/2018

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.

Programma/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 alla Cosmologia moderna.

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 dell'apprendimento

Esame orale. L'esame ha una durata di 45 minuti, alla lavagna, ed e' organizzato in 3 parti (ciascuna di 15 minuti). Nella prima parte lo studente espone un argomento di sua scelta dal programma del corso (lo scopo e' verificare la capacita' espositiva su un argomento ben studiato). Nella seconda parte si chiede la soluzione di un semplice problema (per verificare le abilita' numeriche e la capacita' di effettuare stime di ordine di grandezza di fenomeni fisici). Nella terza e ultima parte viene posta una domanda su un argomento qualsiasi del programma svolto (per verificare la preparazione globale dello studente).

Strumenti a supporto della didattica

Appunti

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Luca Ciotti

Consulta il sito web di Silvia Pellegrini