Dipartimento di Astronomia e Astrofisica

Stelle e popolazioni stellari: gli studi attuali si concentrano sulla struttura e la dinamica dei cluster sia aperti che globulari, le proprietà delle loro popolazioni stellari, le caratteristiche dei sistemi stellari nel rigonfiamento galattico, la formazione e la storia di arricchimento della Via Lattea e delle galassie vicine, la composizione chimica delle stelle molto povere di metalli nella Via Lattea e le proprietà delle stelle supergiganti rosse. Fra i principali progetti scientifici del dipartimento segnaliamo il progetto OGCOP, che mira a utilizzare i cluster aperti come laboratori cosmici per astrofisica, dinamica e fisica fondamentale. Il progetto a lungo termine avviato nel 2010 ha l’obiettivo principale di tracciare la dinamica interna dei sistemi studiati e permette inoltre la partecipazione anche degli astrofili e delle associazioni di astrofili, grazie alla dotazione minima di apertura strumentale richiesta dal progetto stesso;

Studio dei corpi minori del sistema solare: attraverso la partecipazione alle campagne osservative su (NEO – Near Earth Objects) e comete, attraverso la loro periodica osservazione garantendo una migliore acquisizione dei dati per il loro monitoraggio;

Nuclei Galattici Attivi (AGN): Le galassie attive (nuclei galattici attivi, AGN) sono sistemi astrofisici importanti per studiare le relazioni tra le proprietà del buco nero supermassivo al loro centro (Super Massive Black Hole, SMBH) e quelle delle galassie in cui sono ospitati.

In questo ambito vengono condotti studi sulla popolazione di AGN con surveys per comprendere la fisica e l’evoluzione delle proprietà di questa classe di sorgenti. In particolare, osservazioni a diverse lunghezze d’onda sono sfruttate per identificare gli AGN nell’epoca cruciale della loro co-evoluzione con le galassie, per determinare la natura del background diffuso emesso. Le osservazioni di follow-up nell’ottico e nel vicino infrarosso sono utilizzate per esplorare gli effetti del feedback dei quasar luminosi sull’evoluzione delle galassie. I meccanismi di accrescimento ed espulsione sono studiati nel radio, nell’infrarosso e nei raggi X per comprendere la complessa fisica dei buchi neri e l’impatto sulle galassie ospiti dall’universo locale fino ad alti redshift. L’impatto sulla galassia ospite è studiato anche attraverso lo studio delle galassie nell’universo locale e distante, sfruttando i nuovi dati. Data la vicinanza delle sorgenti locali, è possibile studiare in dettaglio in che modo il campo di radiazione dell’AGN influisca sulla fisica delle nubi molecolari nel mezzo interstellare, che rappresentano i siti in cui si formano le stelle;

Galassie e mezzo interstellare: il dipartimento studia le galassie dal punto di vista sia osservativo, sia con l’ausilio di simulazioni numeriche e metodi analitici. Le principali attività includono studi di dinamica e cinematica, struttura, leggi di scala, materia oscura, formazione ed evoluzione di galassie ellittiche, a spirale e nane. Indagini strettamente correlate riguardano la materia diffusa all’interno delle galassie e le sue relazioni con l’ambiente, in particolare l’idrodinamica del gas, il gas extraplanare, la formazione stellare, il feedback da AGN e Supernovae;

Cosmologia, ammassi di galassie ed evoluzione delle galassie: gli studi sulla formazione e sull’evoluzione delle strutture cosmiche basati su tecniche analitiche e numeriche, sono condotti nel quadro CDM standard e in cosmologie alternative (per esempio modelli di energia oscura accoppiata, gravità modificata, neutrini massicci). Vincoli e previsioni per i parametri cosmologici sono ottenuti usando diversi diagnostici, come il clustering di galassie, le distorsioni nello spazio dei redshift, l’abbondanza e il clustering di ammassi di galassie, l’effetto di lente gravitazionale debole e forte e i vuoti cosmici. Gli ammassi e gruppi di galassie sono studiati sfruttando dati a varie lunghezze d’onda e simulazioni numeriche al fine di comprendere i principali processi (raffreddamento, riscaldamento, feedback da AGN, regolazione di formazione stellare) che determinano le loro proprietà fisiche ed evoluzione. I membri di ricerca svolgono vari progetti che consentono con simulazioni 3D di indagare l’interazione tra buchi neri supermassicci e mezzo intra-cluster.

La formazione e l’evoluzione delle galassie nel tempo sono studiate con simulazioni all’avanguardia e con survey multibanda nell’ambito di grandi collaborazioni internazionali. I risultati osservativi vengono confrontati e forniscono feedback ai modelli teorici al fine di comprendere i processi fisici che portano alla formazione e all’evoluzione di diversi tipi di galassie, nonché di derivarne l’evoluzione in base alle proprietà delle popolazioni stellari (età, metallicità, tasso e storia di formazione stellare). Le galassie a basso redshift sono anche sfruttate come laboratori dove studiare questi processi fisici in modo più dettagliato.