D1. Conoscenza e capacità di comprensione: Al termine del corso lo studente deve dimostrare di conoscere i principi fondamentali della fisica dei pianeti e dei sistemi planetari, affiancata a una conoscenza generale dell'astrobiologia. In particolare lo studente deve conoscere gli aspetti qualitativi e quantitativi dell'abitabilità planetaria e la ricerca di biomarcatori atmosferici. D2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Al termine del corso lo studente deve saper applicare le conoscenze acquisite al punto D1 e deve saper spiegare come le proprietà del Sistema Solare vengono introdotte in quanto propedeutiche allo studio del sistemi planetari extrasolari. Deve inoltre saper che i metodi descritti nel corso sono principalmente sperimentali, con enfasi particolare sui metodi osservativi di pianeti extrasolari. D3. Autonomia di giudizio: Al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di comparare le metodiche di base per lo studio di pianeti solari e estrasolari. Dovrà essere inoltre in grado di preparare e analizzare in autonomia gli studi su pianeti e astrobiologia. Deve proporre idee e soluzioni ad un problema astrobiologico e scegliere lo studio scientifico più appropriato per perseguire un determinato obiettivo. D4. Abilità comunicative: Al termine del corso lo studente deve saper esporre chiaramente i concetti acquisiti al punto D1, saper discuttere gli studi dei pianeti e astrobiologia nella letteratura scientifica. Deve anche saper intervenire in una discussione critica su argomenti del corso, offrendo validi suggerimenti. D5. Capacità di apprendimento: Al termine del corso lo studente deve essere in grado di approfondire autonomamente gli argomenti trattati, inoltre deve essere in grado di trasferire le nozioni imparate alla successiva attività di ricerca, e saper progettare e proporre un’analisi su pianeti e astrobiologia.

Nozioni di fisica fondamentale.

Pianeti e sistemi planetari. Principali proprietà fisiche del Sistema Solare. Pianeti rocciosi e giganti: caratteristiche della superficie e struttura interna. Satelliti naturali. Asteroidi e comete. Meteoriti e loro classificazione. Metodi di osservazione dei pianeti extrasolari; grandezze fisiche osservabili;"bias" osservative. Principali risultati ottenuti dalle indagini di esopianeti. Osservazioni di atmosfere planetarie. Vincoli osservativi sulla formazione planetaria: eccessi nell'infrarosso, dischi circumstellari; vincoli ottenuti da studi di pianeti extrasolari. Introduzione all'astrobiologia. Principali proprietà chimiche della vita terrestre. La vita terrestre come paradigma in esobiologia. Ambienti abitabili: l'esempio della Terra. Condizioni estreme di abitabilità: organismi estremi. Abitabilità planetaria: fattori astronomici e geofisici. L'origine della vita nel quadro dell'astrobiologia. Principali fasi dell'evoluzione della vita terrestre. Ricerca di ambienti abitabili e vita nel Sistema Solare. Abitabilità dei pianeti extrasolari. Ricerca di biomarcatori nelle atmosfere planetarie.

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Pianeti e sistemi planetari. Principali proprietà fisiche del Sistema Solare. Pianeti rocciosi e giganti: caratteristiche della superficie e struttura interna. La Terra: struttura interna, processi tettonici e vulcanici, idrosfera, atmosfera e magnetosfera. Proprietà fisiche della Luna. Pianeti giganti del Sistema Solare. Proprietà fisiche dei principali satelliti naturali dei pianeti giganti (Io, Europa, Ganimede, Titano). Satelliti naturali. Asteroidi e comete. Meteoriti e loro classificazione. Esopianeti. Metodi di osservazione dei pianeti extrasolari; grandezze fisiche osservabili;"bias" osservative. Distribuzione dei periodi orbitali e delle eccentricità; distribuzione delle masse planetarie. Distribuzione dei raggi degli esopianeti. Vincoli osservativi sui modelli di struttura interna di esopianeti. Emissioni di radiazioni dagli esopianeti. Principali risultati ottenuti dalle indagini di esopianeti. Osservazioni di atmosfere planetarie. Formazione planetaria. Vincoli osservativi sulla formazione planetaria: eccessi nell'infrarosso, dischi circumstellari; vincoli ottenuti da studi di pianeti extrasolari. Classificazione degli oggetti protostellari. Origine dei sistemi planetari. Scenario di formazione del Sistema Solare. Vincoli sull'origine dei sistemi planetari ottenuti dallo studio dei pianeti extrasolari. Modelli di formazione dei pianeti terrestri.Scale di tempi di formazione. Modelli di formazione dei pianeti giganti. Introduzione all’astrochimica. Astrobiologia Introduzione all'astrobiologia. Principali proprietà chimiche della vita terrestre. La vita terrestre come paradigma in esobiologia. Ambienti abitabili: l'esempio della Terra. Condizioni estreme di abitabilità: organismi estremi. Organismi estremofili. Termofili ed ipertermofili, psicrofili, alofili e organismi resistenti alle radiazioni ionizzanti Abitabilità planetaria: fattori astronomici e geofisici. L'origine della vita nel quadro dell'astrobiologia. Condizioni della Terra primitiva all'epoca dell'origine della vita; paradosso del Sole giovane debole. Sintesi di precursori biologici: evidenze di possibili contributi di materiale prebiotico di origine astronomica; sintesi in situ (esperimenti di tipo Urey-Miller). Nascita delle funzionalità metaboliche e replicative; cenni sul "mondo RNA". Ricerche di organismi minimali e dell'ultimo antenato comune. Considerazioni sulla possibilità di abiogenesi fuori dalla Terra. Aspetti critici delle teorie di trasporto di vita sulla Terra. Principali fasi dell'evoluzione della vita terrestre. Clima ed evoluzione. Estinzioni di massa. L'evoluzione come meccanismo universale. Selezione naturale, mutamenti genetici e convergenza evolutiva come meccanismi universali.Ricerche di ambienti abitabili e vita nel Sistema Solare. Esempi di pianeti non abitabili. Ricerche di acqua e vita su Marte. Il satellite Europa. Il satellite Titano. Cerca ambienti abitabili e vita nel Sistema Solare. Abitabilità dei pianeti extrasolari. Ricerca di biomarcatori nelle atmosfere planetarie.

lezioni frontali

no

Le prove d’esame possono svolgersi in lingua italiana o inglese, a scelta dello studente. La valutazione dello studente prevede una prova orale e una presentazione di un argomento scelto dello studente in cui vengono proposti quesiti aperti. Lo studente dovrà dimostrare di essere in grado di conoscere i principi fondamentali della fisica dei pianeti e dei sistemi planetari, e concetti generali dell'astrobiologia. In particolare lo studente deve conoscere gli aspetti qualitativi e quantitativi dell'abitabilità planetaria e la ricerca di biomarcatori atmosferici. Il punteggio della prova d'esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi calcolato in base a alla media aritmetica dell’esame orale e della presentazione. Per superare l'esame (18/30) lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti che riguardano pianeti e sistema solare, esopianeti, formazione planetaria e astrobiologia e rispondere correttamente ad almeno 3 quesiti.Per conseguire il punteggio massimo (30/30 e lode), lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso e rispondere correttamente a tutti i quesiti.

Questo insegnamento approfondisce argomenti strettamente connessi a uno o più obiettivi dell’Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile delle Nazioni Unite.