Cosmologia, ammassi di galassie ed evoluzione delle galassie

Materia oscura nell'Universo simulato
Distribuzione di materia oscura in una simulazione cosmologica del modello LCDM (Credits: M. Baldi, https://academic.oup.com/mnras/article/521/1/613/7031772)

Il nostro gruppo di ricerca studia la geometria e la dinamica dell'Universo e delle sue principali componenti, quali energia oscura, materia oscura e barionica, radiazione e neutrini . Siamo interessati in particolare a esplorare il modello cosmologico standard ΛCDM e tutti i principali modelli alternativi, tra cui quelli con quintessenza dinamica, energia oscura accoppiata, gravità modificata, non-gaussianità primordiale, neutrini massicci e materia oscura assionica. Attraverso tecniche sia analitiche che numeriche , eseguiamo una vasta gamma di analisi statistiche dei dati provenienti da survey di sorgenti extra-galattiche, che ci permettono di discriminare tra i diversi scenari cosmologici. Per farlo, utilizziamo diverse quantità osservabili, quali il clustering delle galassie, sfruttando in particolare il segnale nelle oscillazioni acustiche barioniche e nelle distorsioni nello spazio dei redshift , l'abbondanza  e il clustering degli ammassi di galassie, le lenti gravitazionali deboli e forti, le abbondanze e i profili dei vuoti cosmici , e i cronometri cosmici. Inoltre, il nostro gruppo utilizza osservazioni cosmologiche allo scopo di testare teorie di gravità alternative alla relatività generale. Il nostro gruppo contribuisce attivamente alla missione Euclid dell'ESA, che ha l'obiettivo di rispondere a domande fondamentali sulla cosmologia, sulla fisica fondamentale, e sulla formazione ed evoluzione delle strutture cosmiche. Inoltre, una parte del nostro gruppo di ricerca è attivamente coinvolta nei progetti GRAWITA ed ENGRAVE, che si occupano di identificare e studiare le controparti elettromagnetiche delle onde gravitazionali rilevate dalla collaborazione LIGO/VIRGO e di sfruttare i risultati nel contesto cosmologico. Per studiare nel dettaglio la formazione e l'evoluzione delle galassie nel tempo, utilizziamo simulazioni idrodinamiche e survey multibanda condotte da telescopi terrestri e spaziali, tra cui GMASS, COSMOS, Herschel, VIPERS, VUDS, VANDELS, XXL, ALMA-ALPINE e WEAVE-StePS, nell'ambito di collaborazioni internazionali. Queste osservazioni ci permettono di migliorare i modelli teorici e di comprendere meglio i processi fisici che portano alla formazione ed evoluzione di diversi tipi di galassie, tracciandone l'evoluzione attraverso le proprietà delle loro popolazioni stellari (età, metallicità, tasso e storia di formazione stellare). Le galassie a basso redshift costituiscono anche potenti laboratori per studiare in dettaglio fenomeni come il feedback, gli outflow e il quenching. Infine, il nostro gruppo partecipa attivamente allo sviluppo del futuro telescopio infrarosso spaziale ESA-JAXA SPICA, dedicato alla cosmologia e all'astrofisica

Membri dello staff DIFA

Marco Baldi

Professore associato

Marcella Brusa

Professoressa ordinaria

Andrea Cimatti

Professore ordinario

Luca Ciotti

Professore ordinario

Daniele Dallacasa

Professore associato confermato

Giulia Despali

Ricercatrice a tempo determinato tipo a) (junior)

Federico Marinacci

Professore associato

Federico Marulli

Professore associato

Robert Benton Metcalf

Professore associato

Michele Ennio Maria Moresco

Professore associato

Lauro Moscardini

Professore ordinario

Carlo Nipoti

Professore associato

Silvia Pellegrini

Professoressa associata

Francesca Pozzi

Professoressa associata

Margherita Talia

Ricercatrice a tempo determinato tipo b) (senior)

FINANZIAMENTI:

  • UniBO,

  • PRIN-MIUR,

  • PRIN-INAF,

  • Marie Curie Intra European Fellowship,

  • ASI/INAF,

  • SIR-MIUR,

  • Rita Levi Montalcini-MIUR,

Studenti PhD e post-doc DIFA

Tesi di Laurea (Master) Disponibili

  • Bayesian and Graph Neural Networks to Learn the Properties of the Cosmic Web   Goal: Exploit the latest machine learning techniques to study cosmology, bypassing standard statistical methods.  (F. Marulli)
  • Forecasts for WST Cluster Cosmology  Goal: Estimate the capabilities of WST in testing beyond-ΛCDM models using cluster statistics.  (F. Marulli)
  • Exploring Gravity Models with Gravitational Redshifts in Galaxy Cluster Environments    Goal: Test gravitational theories beyond General Relativity using gravitational redshifts in galaxy clusters.  (F. Marulli)

Principali collaboratori INAF

  • OSSERVATORIO DI ASTROFISICA E SCIENZA DELLO SPAZIO (INAF)

    Collaboratori principali: M. Sereno, M. Roncarelli, C. Giocoli, M. Bolzonella, E.Zucca, S. Ettori, F. Finelli, L. Pozzetti, M. Meneghetti

  • SISSA TRIESTE

    Collaboratori principali: Matteo Viel, Pierluigi Monaco, Emiliano Sefusatti

  • Universita' di Ferrara

    Principali collaboratori: Piero Rosati, Mario Ballardini

  • Universita' di Milano

    Principali Collaboratori: Luigi Guzzo, Carmelita Carbone

  • Università di Genova

    Collaboratori Principali: Alfonso Veropalumbo, Enzo Branchini

  • Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Garching)

    Principali Collaboratori: Sofia Contarini, Ariel Sachenz

  • Aix-Marseille University

    Principali collaboratori: Sylvain de la Torre, Alice Pisani