Course Syllabus
Obiettivi
Fornire conoscenza teorica e osservativa sulla formazione delle galassie e della loro evoluzione. Fornire conoscenza e tecniche di analisi e interpretazione di dataset osservativi, delle tecniche e degli output di simulazioni numeriche e di modelli di formazione di galassie.
Contenuti sintetici
Teorie, osservazioni e simulazioni numeriche di formazione e evoluzione delle galassie: elementi di formazione delle galassie; proprietà statistiche di campioni di galassie; galassie ad alto redshift; il mezzo inter e circum galattico e gli ambienti galattici; formazione di stelle nelle galassie e popolazioni stellari.
Programma esteso
Saranno trattati i seguenti argomenti:
- Crescita delle strutture cosmiche di materia oscura, raffreddamento del gas, processi di formazione stellare, processi di feedback (da supernovae e AGN).
- Il mezzo intergalattico e circumgalattico, teorie di accrescimento del gas.
- Modelli di sintesi di popolazioni stellari, tecniche di stima delle proprietà fisiche delle galassie (massa stellare, massa di gas, età delle popolazioni stellari, tasso di formazione stellare, metallicità)
- Modelli di evoluzione di galassie, modelli di equilibrio, modelli semi-analitici e simulazioni numeriche.
- Evoluzione di galassie in funzione di massa e ambiente, quenching della formazione stellare, meccanismi ambientali (ram pressure stripping, mergers, interazioni gravitazionali).
Prerequisiti
Laurea in fisica.
Modalità didattica
Lezioni frontali sui principali contenuti teorici (35 percento, didattica erogativa). Ogni blocco di lezioni sarà seguito da esercitazioni su appositi set di dati o su tecniche numeriche per mettere in pratica i concetti appresi, tramite lavoro laboratoriale individuale e a gruppi (65 percento, didattica interattiva).
La partecipazione in presenza alle esercitazioni è particolarmente consigliata.
Tutte le attività si svolgeranno in lingua inglese.
Materiale didattico
Testo di riferimento: Houjun Mo, Frank van den Bosch, Simon White; Galaxy Formation and Evolution; 2010 Cambridge University Press. [Disponibile presso la biblioteca di ateneo anche in formato PDF and e-book]
Materiale fornito dai docenti attraverso la piattaforma e-learning.
Articoli fondamentali della letteratura riguardante gli argomenti trattati verranno suggeriti come approfondimenti.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre.
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Relazione scritta sui risultati di due delle esercitazioni (a scelta dello studente) e esame orale sul contenuto delle lezioni e esercitazioni.
Orario di ricevimento
Su appuntamento (via email).
Sustainable Development Goals
Aims
Provide the background knowledge of current theories and observations of galaxy formation and evolution. Provide the background knowledge and skills for the analysis and interpretation of observational datasets, of the outputs of numerical simulations and of galaxy formation models.
Contents
Theories, observations and numerical simulations of galaxy formation and evolution: elements of galaxy formation; statistical properties of galaxy samples; high-redshift galaxies; the inter- and circum-galactic medium and the galaxy environments; star formation in galaxies and stellar populations
Detailed program
The following topics will be described:
- Growth of dark matter cosmic structures, gas cooling, star formation processes, feedback processes (from supernovae and AGN).
- The inter- and circum-galactic medium, gas accretion theories.
- Stellar Population Synthesis models, estimates of the galaxy physical properties (stellar mass, gas mass, stellar population age, star formation rate, metallicity)
- Galaxy evolution models, equilibrium models, semi-analytic models and numerical simulations.
- Galaxy evolution as a function of mass and environment, quenching of the star formation activity, environmental effects (ram pressure stripping, mergers, gravitational interactions).
Prerequisites
Undergraduate degree in physics.
Teaching form
Lectures on the main theoretical concepts (35 percent, traditional lectures). Each set of lectures will be followed by hands-on sessions on specific datasets or numerical techniques to practice the background concepts, through work done individually or in small groups (65 percent, interactive teaching).
Attendance in presence to the hands-on sessions is highly recommended.
All activities will be in English.
Textbook and teaching resource
Houjun Mo, Frank van den Bosch, Simon White; Galaxy Formation and Evolution; 2010 Cambridge University Press.
Handouts provided by the teachers via the e-learning platform.
Relevant papers from the literature will be suggested to deepen the knowledge of the topics.
Semester
First semester.
Assessment method
Written report on the results of two of the hands-on sessions (chosen by the student) and oral exam on the lectures and practical sessions.
Office hours
By appointment (via email).
