Dinamica delle galassie

L'insegnamento intende offrire una introduzione panoramica ad alcune importanti tematiche attuali che giocano un ruolo centrale nella cosiddetta "astrofisica extragalattica" e in particolare alle questioni che legano la dinamica delle galassie, per come puo' essere studiata nell'universo vicino, al problema della formazione ed evoluzione delle galassie in contesto cosmologico. L'insegnamento tratta inoltre alcune questioni fondamentali che legano la descrizione di sistemi complessi autogravitanti in astrofisica a altri campi interessanti, come la fisica dei plasmi.
L'obbiettivo principale e' quello di trasmettere i meriti di un approccio semiempirico allo studio e alla ricerca. A partire da una serie di ricchi e concreti esempi offerti dall'astrofisica extragalattica, lo studente imparera' a riconoscere che i problemi piu' interessanti, anche dal punto di vista teorico, sono identificati a partire da un quadro fenomenologico ampio e dettagliato (sulla base quindi delle moderne osservazioni astronomiche da terra e dallo spazio) e che ottimi risultati sull'astrofisica di sistemi complessi come le galassie derivano dalla formulazione rigorosa di interrogativi e di modelli relativamente semplici.
Il Modulo 1 e' principalmente dedicato allo studio di problemi e metodi di indagine relativi alle galassie a spirale.

Lo studente al termine dell'insegnamento avra' acquisito le seguenti abilita':


Conoscera' le principali proprieta' strutturali e cinematiche, nonche' le principali leggi di scala, che caratterizzano le galassie. Con questa base empirica potra' intraprendere ricerca nell'ambito di studi di formazione e evoluzione delle galassie o ricerca in ambito cosmologico dove si usino le galassie come traccianti su grandissima scala.
Sapra' calcolare e valutare il tasso di collisionalita' per incontri stellari in vari contesti astrofisici, alcuni dei quali (per esempio ammassi globulari e nuclei galattici) di particolare interesse nell'astrofisica moderna.
Sapra' formulare modelli fluidi o cinetici per studiare varie questioni relative alla dinamica dei sistemi stellari e alcuni problemi di fisica del plasma.
Sapra' caratterizzare alcune proprieta' orbitali semplici (precessione, risonanze) in numerosi contesti, anche nell'ambito della meccanica celeste.
Con l'aiuto dello studio delle onde di densita' a spiegazione della struttura a spirale delle galassie sviluppato nell'insegnamento, sapra' calcolare varie proprieta' locali e globali di mezzi soggetti a onde dispersive, anche con applicazione alla fisica del plasma e all'idrodinamica.
In particolare potra' risolvere problemi in cui sia richiesto l'utilizzo della approssimazione nota come WKB.
Avra' acquisito una ricca quantita' di esempi che mettono in luce le proprieta' di equilibrio e i meccanismi di instabilita' in vari contesti dinamici.