Course Syllabus
Obiettivi
Conoscenza della struttura delle galassie. Comprensione delle leggi alla base della dinamica di sistemi stellari complessi. Derivazione analitica e numerica di potenziali a partire da distribuzioni di materia. Analisi di funzioni di distribuzione in sistemi ad elevata simmetria. Comprensione dei processi secolari di evoluzione dinamica di galassie e altre strutture stellari. Conoscenza e utilizzo di tecniche di simulazione numeriche.
Contenuti sintetici
Dinamica galattica. Introduzione a simulazioni numeriche a N-corpi. Introduzione alla fisica degli ammassi di galassie.
Programma esteso
Introduzione alla dinamica galattica e ripasso del problema a due corpi. Introduzione ai codici a N-corpi diretti. Teoria dei potenziali. Simulazione del collasso di una sfera omogenea. Introduzione alle galassie: morfologia e dinamica. Introduzione ai codici ad albero. Orbite in potenziali sferici e assisimmetrici. Introduzione al parametro di Toomre e simulazione della frammentazione di un disco stellare. Introduzione alla funzione di distribuzione. Equazione di Boltzmann non collisionale. Equazioni di Jeans e del viriale. Teorema di Jeans. Derivazione di funzioni di distribuzione per sistemi a simmetria sferica. Simulazione di una sfera di Plummer all'equilibrio. Processi di rilassamento. Tempo di rilassamento a due corpi. Frizione dinamica. Introduzione alla fisica degli ammassi di galassie.
Prerequisiti
Corsi del triennio
Modalità didattica
Materiale didattico
Galactic Dynamics - Binney & Tremaine – Princeton series in Astrophysics. Video e articoli sul sito e-learning del corso.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame
orale. L'esame verterà su di un argomento di dinamica galattica concordato fra lo studente e il docente.
Orario di ricevimento
Lunedi` dalle 16 alle 18.
Aims
Knowledge of the structure of galaxies. Comprehension of the fundaments of the dynamics of complex stellar systems. Analytical and numerical derivation of gravitational potentials generated by mass distributions. Distribution function analysis for highly-symmetric systems. Understanding of the dynamical secular processes driving the evolution of galaxies and other stellar structures. Knowledge and usage of numerical simulation techniques.
Contents
Galactic dynamics. Introduction to N-body numerical simulations. Introduction to the physics of galaxy clusters.
Detailed program
Introduction
to galactic dynamics. The two body problem. Introduction to direct
N-body codes. Potential theory. Simulation of the collapse of a
homogeneous sphere. Introduction to galaxies: morphology and
dynamics. Introduction to tree-codes, Orbits in spherical and
axisymmetric potentials. Introduction to the Toomre parameter and
simulation of a stellar disc fragmentation. Introduction to the
distribution function. Collisionless Boltzmann equation. Jeans and
virial equations. Jeans theorem. Derivation of the distribution
functions for spherically symmetric systems. Simulation of a Plummer
sphere in equilibrium. Relaxation processes. Two-body relaxation
time. Dynamical friction. Introduction to the physics of galaxy
clusters.
Prerequisites
Undergraduate degree in physics
Teaching form
Blended learning
Textbook and teaching resource
Galactic Dynamics - Binney & Tremaine – Princeton series in Astrophysics. Videos and articles on the e-learning page of the course
Semester
First semester
Assessment method
Oral exam. The oral will focus on a specific topic of galactic dynamics previously agreed between the student and the professor.
Office hours
Monday from 16 to 18