Programma - Dipartimento di Fisica

ASTRONOMIA OSSERVATIVA, Anno Accademico 2010/2011
Titolare: Stefano Cristiani
PROGRAMMA
Modulo A (3 crediti)
Docente: Paolo Tozzi
CANALI DI INFORMAZIONE ASTRONOMICA E OSSERVAZIONI
Introduzione.
Canali di informazione astronomica: onde elettromagnetiche, raggi cosmici, neutrini, onde gravitazionali.
Caratteristiche dei vari canali di informazione e corrispondenti metodi di rivelazione.
Dalle osservazioni alle scoperte astrofisiche: pattern ricorrenti
(Esempi: 1) Radioastronomia,
2) Astronomia X. Esempio dettagliato di osservazioni X di Ammassi di Galassie. Effetto Sunyaev­Zeldovich).
Dall'idea astrofisica all'osservazione: come scegliere il telescopio e/o lo strumento più adatto e scrivere un "successful proposal".
Modulo B (3 crediti)
Docente: Stefano Cristiani
IL MEZZO INTERGALATTICO
Dalle osservazioni astrofisiche alle proprietà del mezzo intergalattico (IGM).
Il test di Gunn­Peterson e la reionizzazione dell'Universo.
Evoluzione della foresta di Lyman.
Probabilità di assorbimento da parte di un alone galattico.
Ionizzazione, temperatura, metallicità dell'IGM.
Clustering della foresta di Lyman.
Dalle fluttuazioni della trasmissione del mezzo intergalattico alle fluttuazioni di densità del l'Universo.
Misure di fisica fondamentale: la temperatura del CMB, la possibile variazione delle costanti fondamentali.
La variazione del tasso di espansione dell'Universo (l'esperimento CODEX).
MODULO C:
MEZZO INTERSTELLARE, SISTEMI PLANETARI E ASTROBIOLOGIA
Docente: Giovanni Vladilo
PRIMO CREDITO: MEZZO INTERSTELLARE Rassegna osservativa dell'emissione e assorbimento interstellare in varie bande spettrali. Distribuzione del gas interstellare nella Galassia. Stato fisico del mezzo interstellare. Fasi del mezzo interstellare: classificazione sulla base dello stato di ionizzazione dell'idrogeno. Meccanismi di riscaldamento e raffreddamento: processi fisici microscopici e macroscopici. Cenni sui modelli di gas interstellare. Nubi molecolari. Molecole nel mezzo interstellare; transizioni molecolari; molecole organiche. Polvere interstellare; evidenze osservative; effetti della polvere su osservazioni astronomiche e misure di abbondanze. Deplezioni; elementi volatili e refrattari. Spettroscopia ad alta risoluzione di righe in assorbimento interstellare; equazione del trasporto; metodi di misura delle abbondanze chimiche. Mezzo interstellare in galassie vicine: stelle giganti e supernove come sorgenti di fondo per lo studio degli assorbimenti interstellari. Quasars e GRB come sorgenti di fondo per lo studi interstellari di galassie ad alto redshift. Sistemi Damped Lyman alpha: abbondanze chimiche, molecole e polvere. SECONDO CREDITO: SISTEMI PLANETARI Principali proprietà osservative dei pianeti del Sistema Solare. Pianeti rocciosi e giganti. Cenni su atmosfere planetarie e loro condizioni fisiche. Cenni sugli interni planetari: composizione e stato fisico. Proprietà della Terra nel contesto degli altri pianeti del Sistema Solare. Il sistema Terra­Luna. Principali satelliti dei pianeti giganti. Corpi minori; asteroidi e comete. Metodi osservativi di pianeti extrasolari. Approfondimenti sui metodi delle velocità radiali e dei transiti. Principali risultati degli studi di esopianeti; proprietà statistiche; proprietà orbitali; proprietà fisiche. Correlazioni con proprietà delle stelle ospiti di esopianeti. Osservazioni di atmosfere planetarie. Cenni sulla formazione planetaria nel contesto della formazione stellare. Evidenze osservative delle fasi di formazione planetaria. Modelli di formazione planetaria; modelli di "core accretion" e modelli di instabilità gravitazionale. Vincoli sui modelli derivanti dallo studio del Sistema Solare; vincoli sui modelli derivanti dagli studi di pianeti extrasolari. TERZO CREDITO: ASTROBIOLOGIA Descrizione in termini fisici delle principali caratteristiche degli organismi terrestri. Ingredienti materiali; le macromolecole della vita. Flusso d'informazione; il codice genetico. Albero filogenetico. Gli ambienti della vita terrestre; organismi estremofili e loro interesse in astrobiologia. L'origine della vita nel contesto della Terra primitiva. Materiale prebiotico di origine astronomica. Dal materiale prebiotico alle prime molecole organiche di interesse biologico. Omochiralità delle molecole biologiche. Principali teorie sull'origine della vita; il "mondo RNA". Scale di tempo per l'origine della vita terrestre. Evoluzione della vita terrestre; principali tappe evolutive; scale di tempo dell'evoluzione ed implicazioni astrobiologiche. Ricerca di vita nel Sistema Solare: ricerche su Marte e progetti spaziali per Europa e Titano. Ricerche di vita fuori dal Sistema Solare. Abitabilità planetaria: zona abitabile circumstellare. Prospettive di rilevamento di esopianeti abitabili. Biomarcatori di atmosfere planetarie. Zone di abitabilità galattica.