Cosmologia, ammassi di galassie ed evoluzione delle galassie

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 studia la formazione e l'evoluzione  delle strutture cosmiche, usando sia tecniche analitiche sia numeriche, nel quadro del modello csomologico "ΛCDM" standard , ed anche con modelli cosmologici alternativi (ad esempio modelli con quintessenza dinamica, energia oscura accoppiata, gravità modificata, non-gaussianità primordiale, neutrini massicci, materia oscura assionica).

Otteniamo in questo modo vincoli e previsioni per i parametri cosmologici con diverse possibili quantità osservabili, come  il clustering delle galassie, le oscillazioni acustiche barioniche, le distorsioni nello spazio dei redshift, l'abbondanza e il clustering di ammassi di galassie, l'effetto di lente gravitazionale debole e forte, i vuoti cosmici, i cronometri cosmici.  Alcuni membri del gruppo di ricerca sono coinvolti nei progetti GRAWITA (GRAvitational Wave Inaf TeAm) ed ENGRAVE volti ad identificare e studiare le controparti elettromagnetiche delle onde gravitazionali rilevate dalla collaborazione LIGO / VIRGO e sfruttare i risultati nel contesto cosmologico.

E' possibile studiare nel dettaglio la formazione e l'evoluzione delle galassie nel tempo con simulazioni idrodinamiche all'avanguardia, e con survey multibanda prodotte da telescopi terrestri e spaziali (GMASS, COSMOS, Herschel, VIPERS, VUDS, VANDELS, XXL, ALMA-ALPINE, WEAVE-StePS) nell'ambito di grandi collaborazioni internazionali. In questo modo le osservazioni vengono usate per migliorare i modelli teorici,  per meglio comprendere i processi fisici che portano alla formazione e all'evoluzione di diversi tipi di galassie, e derivarne l'evoluzione in base alle proprietà delle popolazioni stellari (età, metallicità, tasso e storia di formazione stellare). Le galassie a basso redshift rappresentano anche dei potenti laboratori per studiare questi processi fisici in modo più dettagliato (ad es. feedback, outflow, quenching). Una parte del nostro  gruppo di ricerca è coinvolta nello sviluppo del futuro telescopio infrarosso spaziale ESA-JAXA per la cosmologia e l'astrofisica (SPICA). I gruppi coinvolti nelle aree di ricerca precedentemente descritte partecipano anche alla missione Euclid dell'ESA che mira a rispondere alle domande chiave della cosmologia e della formazione ed evoluzione delle strutture cosmiche. 

Maggiori dettagli su Euclid sono disponibili qui.

FINANZIAMENTI:

• UniBO,

• PRIN-MIUR,

• PRIN-INAF,

• Marie Curie Intra European Fellowship,

• ASI/INAF,

• SIR-MIUR,

• Rita Levi Montalcini-MIUR,