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Osservatorio Astrofisico di Arcetri

PROPRIETA' DELLE GALASSIE E LORO EVOLUZIONE:
ISM, popolazioni stellari, dinamica, morfologia

Cosmology1

Come si formano le galassie e come cresce la loro massa durante l'evoluzione cosmica? Cosa regola la formazione stellare e le abbondanze degli elementi chimici nelle galassie? Quali sono i principali meccanismi che sopprimono e fermano la formazione stellare nelle galassie? Come prosegue l'evoluzione delle galassie quando non formano piu' stelle?
Le risposte che diamo a queste domande si basano sulle osservazioni e sul confronto tra dati e modelli teorici. La ricerca del nostro gruppo e' volta a caratterizzare: i) le proprieta' fisiche del gas e delle stelle nelle galassie, con le relative implicazioni sull'efficienza e la durata del processo di formazione stellare e di arricchimento chimico, ii) la dinamica e la struttura delle galassie, quali traccianti della distribuzione di massa totale (barionica e oscura) e della storia di accrescimento e di unione con altre galassie. La nostra ricerca sfrutta la sinergia tra un approccio "archeologico", volto a risalire alla storia passata delle galassie tramite un'analisi dettagliata di galassie nell'Universo attuale, e un approccio "diretto" volto a tracciare in modo statistico le proprieta' fisiche delle galassie a diverse epoche cosmiche, con l'obiettivo finale di collegare progenitori e discendenti. In questo contesto il nostro gruppo si occupa piu' precisamente di:

  • Popolazioni stellari e mezzo interstellare nelle galassie: relazioni di scala ed evoluzione delle proprieta' fisiche; storia di formazione stellare (SFH - basata su modelli di Sintesi di Popolazione Stellare sviluppati dal nostro gruppo) e di evoluzione chimica sia di galassie con formazione stellare attiva che di galassie che non formano piu' stelle (passive) dall'Universo locale fino a redshift medio-alti utilizzando spettroscopia profonda ad alta risoluzione (SDSS, WEAVE, LEGA-C, VANDELS, MOONS, KLEVER, JWST)
  • Galassie compatte e passive a diverse epoche cosmiche: analisi della struttura, dinamica e popolazioni stellari dall'Universo locale fino ad alto redshift con l'ausilio di dati spettroscopici profondi ad alta risoluzione spettrale (XShooter, INSPIRE) e fotometria ad alta risoluzione angolare (HST, SOUL, MAVIS, ERIS)
  • Galassie vicine: spettroscopia a campo integrale per studiarne l'arricchimento chimico, le proprieta' fisiche e dinamiche delle popolazioni stellari e del gas ionizzato (CALIFA, MAGNUM, MaNGA) dalle galassie nane, alle spirali, fino alle galassie ellittiche
  • Supernovae nelle galassie: la loro frequenza e le dipendenze delle proprieta' dei loro progenitori dalle caratteristiche delle galassie che le ospitano e dall'epoca cosmica
  • Contenuto di gas atomico e molecolare delle galassie: studio delle relazioni di scala e del ciclo barionico a diverse epoche cosmiche in preparazione per SKA (ESKAPE-HI)
  • Processi dinamici nelle galassie: verificare modelli cosmologici tracciando la distribuzione della materia oscura dai suoi effetti gravitazionali; ricostruire la storia passata delle interazioni e incontri tra galassie del nostro Gruppo Locale e predirne l'evoluzione futura

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