ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| ASTROFISICA EXTRAGALATTICA E COSMOLOGIA | FIS/05 | LEZIONI | 54 |
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Al termine del corso lo studente avrà acquisito conoscenze in merito alla fisica delle galassie, a partire dalla Milky Way fino agli oggetti ad alto redshift
The student who successfully completes the course will be able to demonstrate advanced knowledge of the problems (and of the tools to tackle them) in extragalactic astrophysics and cosmology
Esame finale orale
The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology.
Methods: Final oral exam
Lo studente sara' in grado di discutere in maniera critica problemi di carattere extragalattico, dalla scala delle distanze, alla fisica delle galassie (chimica, dinamica, formazione stellare).
The aim of the course is to provide a comprehensive review of extragalactic astronomy, from the distance scale to the physics of galaxies (chemical evolution, dynamics, star formation).
Lo studente sara' in grado di discutere in maniera critica problemi di carattere extragalattico.
Students should be able to discuss the basic properties of galaxies and the Universe. They should be able to illustrate their understanding through the solution of simple problems.
Lo studente acquisira' skills importanti per una carriera in astrofisica/astronomia
Students will acquire skills, knowledge and methods to undertake a career in theoretical or observational astronomy
Lo studente verra' giudicato positivamente in base alla capacita' di connettere argomenti diversi del corso e di saperli discutere in maniera critica.
Students should be able to connect the many aspects of extragalactic astronomy (star formation, our Galaxy, distances, external galaxies, high redshift galaxies, cosmology) to the big picture, which, in turn, should make clear the general significance of the themes that are studied.
Conoscenze di strofisica di base e fisica stellare sono raccomandate ma non richieste
Knowledge of basic astrophysics and stellar evolution is recommended but not required
Delivery: face to face lectures, with visual aids such as powerpoints
Bias osservativi: bias statistici, polveri, curve di estinzione, emissione infrarossa
Cosmologia: espansione dell'Universo e metrica, costante di Hubble, H0, modelli di Universo, nucleosintesi primordiale, fisica della ricombinazione, fondo cosmico di microonde, formazione delle strutture, evoluzione lineare, cenni di teoria non lineare, materia oscura, reionizzazione, oscillazioni acustiche barioniche (BAO)
Scala delle distanze, la via locale ad H0: parallassi (Gaia), indicatori di distanza stellari (Cefeidi, RR-Lyrae, tip RGB), mega-maser, binarie ad eclisse, supernovae Ia, tensione con H0 di Planck
Popolazioni stellari complesse: storia di formazione stellare nelle galassie tramite stelle risolte, spettroscopia e fotometria integrata, la nostra Galassia e il Gruppo Locale come laboratorio, galassie ad alto redshift
Formazione stellare: mezzo interstellare, massa di Jeans, effetti di rotazione, campi magnetici, turbolenza, frammentazione
Evoluzione chimica delle galassie: yields stellari, diversi modelli di evoluzione chimica (close, leaky and accreting box)
Fisica delle galassie a spirale: osservazioni, curve di rotazione, materia oscura, teoria delle onde di densita'
Dinamica delle galassie: interazione mareale tra galassie, frizione dinamica (eq. di Chandrasekhar), tempo di rilassamento, rilassamento violento, teorema del viriale tensoriale, schiacciamento galassie ellittiche, equazioni di Jeans, applicazioni delle eq. di Jeans, equazione di Boltzmann non collisionale (CBE), integrali del moto isolanti, soluzioni della CBE
Cosmology: models for the Universe, structure formation, CMB, linear evolution, hot/cold dark matter, hints of non-linear theory, reionization, primordial nucleosynthesis
Distance scale, the local H0 pathway: parallax (Gaia), stellar distance indicators (Cepheids, RR-Lyrae, RGB tip), mega-maser, eclipsing binaries, supernovae Ia, tension with Planck's H0
Complex stellar populations: history of star formation in galaxies through resolved stars, integrated spectroscopy and photometry, our Galaxy and the Local Group as a laboratory
Star formation: interstellar medium, Jeans mass, rotation effects, magnetic fields, turbulence, fragmentation
Chemical evolution of galaxies: stellar yields, models of chemical evolution (close, leaky and accreting box)
Dynamics of galaxies: rotation curves, spiral galaxies, dark matter, density waves, dynamical friction, relaxation time, violent relaxation, tensor virial theorem, elliptical galaxies, Jeans equations, CBE
Lecture notes, and parts of the following books:
Introduction to Cosmology -- Barbara Ryden
Galactic Dynamics -- Binney & Tremaine
Galaxies in the Universe -- Sparke & Gallagher
Steven Shore: The Tapestry of modern astrophysics
Lecture notes, and parts of the following books:
Introduction to Cosmology -- Barbara Ryden
Galactic Dynamics -- Binney & Tremaine
Galaxies in the Universe -- Sparke & Gallagher
Steven Shore: The Tapestry of modern astrophysics
Esame orale
Oral exam
