Scheda programma d'esame
EXTRAGALACTIC ASTROPHYSICS AND COSMOLOGY / ASTROFISICA EXTRAGALATTICA E COSMOLOGIA
MICHELE CIGNONI
Anno accademico2021/22
CdSFISICA
Codice369BB
CFU9
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
ASTROFISICA EXTRAGALATTICA E COSMOLOGIAFIS/05LEZIONI54
MICHELE CIGNONI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

 

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

Knowledge

 

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

Modalità di verifica delle conoscenze

Esame finale orale

 

Assessment criteria of knowledge

 

The student will be assessed on his/her demonstrated ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology.

Methods: Final oral exam

 

Capacità

 

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).  

Skills

 

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). 

Modalità di verifica delle capacità

 

Lo studente sara' in grado di discutere in maniera critica problemi di carattere extragalattico.

Assessment criteria of skills

 

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.

Comportamenti

 

Lo studente acquisira' skills importanti per una carriera in astrofisica/astronomia

Behaviors

 

Students will acquire skills, knowledge and methods to undertake a career in theoretical or observational astronomy 

Modalità di verifica dei comportamenti

 

Lo studente verra' giudicato positivamente in base alla capacita' di connettere argomenti diversi del corso e di saperli discutere in maniera critica. 

Assessment criteria of behaviors

 

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.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

 

Conoscenze di strofisica di base e fisica stellare sono raccomandate ma non richieste

Prerequisites

 

Knowledge of basic astrophysics and stellar evolution is recommended but not required

Indicazioni metodologiche

 

 

  1. Lezioni frontali
  2. modo in cui si svolgono le lezioni: lavagna e power point
Teaching methods

 

Delivery: face to face lectures, with visual aids such as powerpoints

 

Programma (contenuti dell'insegnamento)

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

Syllabus

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

Bibliografia e materiale didattico

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

 

Bibliography

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

 

Indicazioni per non frequentanti

 

 

Non-attending students info

 

 

Modalità d'esame

 

Esame orale

Assessment methods

 

Oral exam

Altri riferimenti web

 

 

Additional web pages

 

 

Note

 

 

Notes

 

 

Ultimo aggiornamento 20/08/2021 09:35