Astrofisica

L’Astrofisica è la scienza fondamentale che utilizza metodi e principi della fisica e della chimica per lo studio dell’Universo e delle sue componenti. Essa si fonda sulle teorie della fisica moderna della gravità, della materia e delle interazioni fondamentali e su osservazioni condotte su tutto lo spettro elettromagnetico, sulla rivelazione di particelle elementari e sulla osservazione di onde gravitazionali. L’Astrofisica mira a dare una spiegazione sulla natura di una grandissima varietà di oggetti e fenomeni fisici, alla composizione e all’evoluzione dell’Universo. L’ambito spazia dallo studio dell’ambiente circumterrestre fino agli oggetti più lontani osservabili, dai pianeti ai buchi neri, dai sistemi planetari agli ammassi di galassie. L’Astrofisica contribuisce anche alla validazione della fisica fondamentale, con dati osservativi su condizioni fisiche non riproducibili nei laboratori terrestri. La ricerca in Astrofisica condotta al DFA riguarda alcune delle problematiche attualmente più rilevanti e si avvale di sinergie con gli istituti di ricerca dell’INAF e dell’INFN presenti sul territorio.

Astronomia Extra-Galattica e Cosmologia

Docenti: Antonino Del Popolo, Giuseppe Puglisi
L'Astronomia extragalattica è una branca dell'astronomia che si interessa dello studio degli oggetti non appartenenti alla nostra galassia. Essa è una scienza relativamente recente, nata dopo la scoperta, da parte di Edwin Hubble  che Andromeda è una galassia, analoga alla nostra, localizzata al di fuori di essa. Studi successivi mostrarono che le galassie non sono isolate ma  tendono a raggrupparsi formando i cosiddetti Gruppi di Galassie, costituiti da decine di galassie, gli Ammassi di galassie costituiti da centinaia o migliaia di componenti ed i Super Ammassi di galassie. Più recentemente è stato mostrato che la struttura dell’Universo su larga scala ha una struttura di tipo spugna, le cui parti vuote sono i cosiddetti Voids, la superficie è costituita da Filamenti formati da ammassi di galassie e dai Walls, uno dei più noti essendo il Great Wall.  Il potenziamento dei telescopi ha portato a permettere l’osservazione di oggetti formatisi diverse centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang e fare una distinzione tra astronomia extragalattica delle regioni lontane e quelle vicine. Tra quest’ultime abbiamo l’Ammasso Locale, gli oggetti localizzati in regioni lontane sono, ad esempio, i quasars ad alto redshift.
Per quanto riguarda la cosmologia, essa è la scienza che ha come oggetto di studio l'universo nel suo insieme, del quale tenta di spiegare in particolare origine ed evoluzione.

Astronomia Galattica e Fisica Stellare

Docenti: Alessandro Lanzafame, Francesco Leone, Maria Letizia Pumo, Fiorenzo Vincenzo
L’astronomia galattica studia la formazione, la struttura e l’evoluzione della nostra Galassia. Essa richiede la conoscenza di posizioni, moti e natura fisica di stelle, pianeti, mezzo interstellare e materia oscura. La Fisica Stellare studia, in particolare, la struttura e l’evoluzione delle stelle, dalla formazione fino agli stadi finali come nane bianche, stelle di neutroni e buchi neri. Essa ci aiuta a capire, ad esempio, come le stelle influenzano la Galassia nel suo insieme o come avviene la formazione dei pianeti. Lo studio dell’interazione con le galassie vicine costituisce un elemento fondamentale della nascente Cosmologia Locale, che connette l’Astronomia Galattica con le teorie cosmologiche.

Fisica solare e Plasmi

Docenti: Alessandra Giunta
Nel Sole la materia si trova in uno stato di aggregazione chiamato plasma, caratterizzato dalla presenza, oltre che di atomi neutri, anche di una elevata percentuale di ioni ed elettroni. Grazie alla sua vicinanza, il Sole consente di osservare direttamente con alta risoluzione spaziale il comportamento di un plasma, in modo molto più dettagliato di quanto non sia possibile fare per altri oggetti astrofisici. Inoltre, il recente sviluppo della strumentazione e delle tecniche utilizzate per la misura dei campi magnetici solari (spettropolarimetria), sia da Terra che da satellite, ha ulteriormente arricchito le nostre conoscenze sulle modalità di interazione fra campi magnetici localizzati e plasma solare.