Experimental Astrophysics

Verranno presentate alcune delle tecniche utilizzate al giorno d'oggi per osservare l'Universo su scale ed epoche diverse. Verrà introdotta la storia termica dell’Universo, insieme a diversi metodi di indagine legati allo studio del fondo cosmico a microonde, determinato dal processo di ricombinazione che segna l'inizio delle cosiddette "Epoche oscure" dell'Universo. Discuteremo come l'Universo esca da questa fase per mezzo del processo di "reionizzazione cosmica". In particolare, studieremo (i) come possiamo determinare la fine di questo processo mediante spettri di assorbimento ottenuti puntando fonti luminose e distanti; (ii) presenteremo la formazione di elementi chimici dalla nucleosintesi primordiale a quella stellare e discuteremo come lo studio osservativo della loro distribuzione e abbondanza nel gas diffuso permetta di porre dei vincoli su processi di formazione ed evoluzione galattica; (iii) discuteremo le principali sorgenti responsabili della reionizzazione e dell'arricchimento metallico dell'Universo (galassie e buchi neri in accrescimento); (iv) esamineremo le principali tecniche di osservazione utilizzate per identificare e caratterizzare le prime galassie e quasar formatesi dopo il Big Bang, con particolare attenzione a dati osservativi su diverse lunghezza d'onda (comprese le onde gravitazionali) ottenuti con i più potenti osservatori attualmente disponibili (HST, ALMA, Chandra, LISA); (v) confronteremo i dati osservativi del mezzo intergalattico, delle galassie, dei buchi neri supermassicci in fase di accrescimento con simulazioni idrodinamiche cosmologiche dedicate.