Benedetta Vulcani

Progetti Principali:

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MAGNET:

MAGNET (Mechanisms Affecting Galaxies Nearby and Environmental Trends) ha come obiettivo finale quello di comprendere l'importanza relativa e l'efficacia dei diversi meccanismi che influenzano le proprietà delle galassie in tutti gli ambienti dell’universo locale, combinando osservazioni multi-banda. MAGNET studierà le proprietà di un campione imparziale di galassie in una vasta gamma di ambienti — da galassie isolate a coppie, filamenti e gruppi — e coprirà un ampio intervallo di masse stellari e morfologie, per affrontare le seguenti domande:

i) Esistono evidenze chiare di interazioni idrodinamiche e/o mareali, e qual è la loro importanza relativa?
ii) Quanto sono rilevanti le interazioni ambientali rispetto ai processi interni e secolari?
iii) Quali sono le scale temporali della cessazione della formazione stellare per galassie soggette a diversi tipi di interazione?
iv) Come cambia la composizione multi-fase del mezzo interstellare in funzione della posizione all'interno di una galassia sottoposta a diversi tipi di interazioni?

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GASP:

GASP (GAs Stripping Phenomena in galaxies with MUSE) e' una survey integral-field spectroscopic survey con MUSE al VLT che ha lo scopo di studiare nel dettaglio i processi di rimozione del gas nelle galassie. Lo scopo del progetto e' di migliorare la nostra comprensione di suddetti processi nei diversi ambienti. GASP colleziona dati per un campione statisticamente significativo di galassie che mostrano segni di stripping, selezionate dai campioni di ammassi WINGS (Fasano et al. 2006, Moretti et al. 2014) e OmegaWINGS (Gullieuszik et al. 2015, Moretti et al. 2017) e dal campione di campo PM2GC (Calvi et al. 2011), con un ampio spettro di masse stellare ed evidenza di stripping. Le mappe 2-D di cinematica stellare e del gas, unite alle proprietà risolte delle popolazioni stellari, permetteranno di capire la fisica dello stripping del gas e il conseguente troncamento della formazione stellare. Diversi follow-up sono attualmente in atto per studiare le galassie a diverse lunghezze d'onda.

GLASS e GLASS JWST-ERS:

La Galaxy Lens-Amplified Survey from Space e' un programma del ciclo-21 dell'Hubble Space Telescope, che osserva 10 ammassi massicci, usando la WFC3 e  l'ACS grisms. Usando gli ammassi come telescopi cosmici, GLASS acquisisce spettri di deboli galassie di background con una sensibilita' e risoluzione angolare senza precedenti. I tre principali obiettivi di GLASS sono: 1) Comprendere il ruolo delle galassie nella rionizzazione dell'universo, la topologia del mezzo interstellare/intergalattico ad alto redshift e la frazione di Lyman alpha escape. 2) Studiare l'accrescimento del gas, formazione stellare e outflows attraverso la mappatura spaziale risolta dei gradienti di formazione stellare e metallicita' in galassie a z=1.3-2.3. 3) Studiare la dipendenza dall'ambiente dell'evoluzione delle galassie, attraverso la mappatura della formazione stellare nelle galassie al centro degli ammassi e nelle regioni di infall. GLASS e' diventato anche uno dei primi programmi che verra' osservato con JWST, per studiare le prime galassie dell'universo e come le galassie cambiano alle diverse epoche.

 

Virgo Filaments:

Il progetto Virgo Filament mira a caratterizzare le strutture su larga scala attorno all'ammasso Virgo, concentrandosi sui filamenti più importanti. L'intento è quello di sondare il contenuto e la distribuzione del gas e indagare il ruolo del cosmic web  sull'attività di formazione stellare delle galassie. Il progetto  è supportato da una vasta gamma di dati ausiliari che consentono la misurazione precisa delle dimensioni delle galassie, morfologie, masse stellari e tassi di formazione stellare (SFR) dalla fotometria UV GALEX, imaging SDSS ugriz, spettroscopia ottica e fotometria infrarossa (WISE e/o IRAS ). Un passo importante del nostro approccio è collegare le proprietà stellari della galassia dall'UV al lontano IR al contenuto di gas delle galassie.

Micado:

La collaborazione MICADO sta sviluppando la Multi-AO Imaging Camera for Deep Observations (MICADO), uno dei primi strumenti di prima luce per l'Extremely Large Telescope (ELT) dell'European Southern Observatory (ESO).  MICADO sara' montato su il futuro telescopio più grande del mondo e sarà dotata sia della modalità di imaging che di spettroscopia. Osserverà dalla banda I alla banda K (0,8-2,4 micron). Beneficerà della correzione dell'aberrazione fornita dai sistemi avanzati di ottica adattiva a coniugato singolo (SCAO) e ottica adattiva multi-coniugata (MCAO). L'ottica adattiva (AO) fornirà la correzione in tempo reale della turbolenza ottica e delle aberrazioni residue del telescopio. Attualmente si prevede che lo strumento sara' completato e montato sull'ELT nel 2025 e completamente messo in servizio entro il 2027.

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PASSAGE:

PASSAGE (Parallel Application of Slitless Spectroscopy to Analyze Galaxy Evolution) è un ampio programma del Ciclo 1 di JWST, ideato per studiare l’evoluzione delle galassie tramite spettroscopia senza fenditura. Con 591 ore di osservazione assegnate — la più grande allocazione del Ciclo 1 — PASSAGE utilizza lo strumento NIRISS in modalità Pure Parallel per raccogliere immagini profonde e spettroscopia nel vicino infrarosso su vaste aree del cielo.

Circa due terzi del programma sono stati completati con successo, portando all’osservazione di 63 campi ad alta latitudine e alla raccolta di oltre 10.000 spettrogrammi nel vicino infrarosso di galassie lontane e deboli.

Questo progetto sta ampliando in modo significativo la nostra comprensione della formazione ed evoluzione delle galassie, in particolare di quelle a bassa massa, e ha già prodotto risultati promettenti nello studio delle proprietà delle righe di emissione nel corso del tempo cosmico.

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4HS & CHANCES – Mapping Galaxy Evolution Across Environments with 4MOST:

All’interno del programma di survey extragalattiche di 4MOST, i progetti 4HS (4MOST Hemisphere Survey) e CHANCES (Chilean Cluster Galaxy Evolution Survey) offrono approcci complementari per comprendere l’evoluzione delle galassie nell’universo vicino. Insieme, combinano ampiezza e profondità: 4HS realizza una survey spettroscopica senza precedenti, su larga scala e completa in massa, di circa 6 milioni di galassie nell’emisfero sud, mentre CHANCESsi concentra su ~150 ammassi di galassie massicci e sui loro ambienti circostanti fino a redshift elevati (z ≲ 0.45).

4HS rappresenta un punto di riferimento fondamentale per studi cosmologici ed extragalattici, consentendo misure precise della struttura su larga scala, degli ambienti galattici e delle velocità peculiari su scale di circa 1 Gpc. La sua eccezionale completezza spettroscopica permette studi affidabili sull’evoluzione delle galassie in tutti i tipi di ambiente — dai vuoti cosmici agli ammassi.

Al contrario, CHANCES si focalizza su strutture cosmiche dense, osservando circa 300.000 galassie all’interno e nei dintorni degli ammassi, incluse regioni di infall, filamenti e gruppi. Spingendosi fino al regime delle galassie nane, CHANCES permette studi dettagliati su quenching ambientale, pre-processing e assemblaggio di massa, offrendo una visione approfondita di come le galassie vengano trasformate dal proprio ambiente.

Insieme, questi due progetti forniscono una cornice potente e complementare: 4HS offre la visione panoramicadell’evoluzione galattica lungo la rete cosmica, mentre CHANCES fornisce uno sguardo ravvicinato sui processi ambientali all’interno degli ammassi. Entrambe le survey sono pensate per lavorare in sinergia con grandi osservatori come LSST, Euclid, eROSITA, ASKAP e SKA, e avranno un ruolo chiave nel definire la nostra comprensione dell’evoluzione galattica nell’universo locale.

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POPPIES:

POPPIES (Public Observation Pure Parallel Infrared Emission-Line Survey) è una survey cieca su larga scala di galassie a righe di emissione, condotta con JWST per esplorare la formazione ed evoluzione delle galassie nell’Universo primordiale, utilizzando la spettroscopia senza fenditura di NIRCam in modalità pure parallel.

Sfruttando oltre 150 campi indipendenti distribuiti sul cielo, POPPIES copre un’area totale di circa 1455 arcmin², rendendola la più ampia survey WFSS (Wide Field Slitless Spectroscopy) di NIRCam realizzata finora — circa 10 volte più estesa rispetto all’area totale coperta da tutte le osservazioni F444W dei Cicli 1 e 2 messe insieme.

Il programma sfrutta le opportunità offerte dalla modalità osservativa parallela di JWST, acquisendo spettri senza fenditura e immagini multibanda in campi osservati principalmente da altri strumenti. POPPIES è strutturata in due livelli di profondità: un livello "ampio", con integrazioni brevi (meno di un’ora) nella maggior parte dei campi, e un livello "profondo", con esposizioni più lunghe (fino a 10 ore) in un sottoinsieme di campi, per combinare completezza statistica e sensibilità profonda.

Utilizzando il grism F444W come filtro principale, POPPIES è in grado di rilevare galassie a righe di emissione fino a redshift molto elevati (z ≈ 7–12). In un sottoinsieme dei campi, la survey includerà anche una copertura spettrale più ampia utilizzando i filtri F322W2, F356W e F277W, consentendo di rilevare più righe di emissione per sorgente e fornendo diagnostiche preziose sulle proprietà delle galassie, come metallicità, ionizzazione e tassi di formazione stellare.

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