Scheda PERSONNEL FINAL




Informazioni generali

Proto-Globular Clusters in Numerical simulations and in lensed fields

PERSONNEL

Programma

Programma

RSN1

RSN2

Attività: Nuova; Data inizio: 2021; Data fine: 2023

francesco.calura francesco.calura@inaf.it

Il nostro gruppo ha contribuito in modo determinante alla scoperta di alcuni sistemi stellari molto densi e compatti ad alto redshift,
che presentano masse e dimensioni del tutto paragonabili a quelle tipiche degli ammassi globulari.
I nostri risultati hanno motivato diversi tentativi di spiegare la presenza di tali sistemi in modelli cosmologici.
Tuttavia, nella maggior parte degli studi condotti fino ad ora, gli ammassi stellari non sono modellati ab-initio,
quindi essi non spiegano i processi fisici che causano la loro formazione in aloni di materia oscura.
In questo progetto 1) eseguiremo simulazioni con risoluzione sub-pc di
ammassi stellari in contesto cosmologico e 2) confronteremo le loro proprietà con le osservazioni di sistemi locali ed in campi lensati.

Our group is a major contributor to the detection of a few very dense, compact, star-forming systems at high redshift, with mass ~10^6 Msun and sizes of the order of ~10 pc.
Such features imply average stellar densities comparable to those of globular clusters.
Our results motivated several attempts to account for the presence of such systems in cosmological models.
However, in most studies carried on so far, clusters are 'sub-grid' ingredients,
hence they are unable to provide clues on the physical processes regulating their formation within dark
matter halos. In this project we will 1) run sub-pc resolution simulations in a cosmological
context to resolve the formation of star clusters and 2) compare their properties with observations in the local
Universe and in lensed fields.

Cosmologia teorica ed osservativa

Popolazioni e ammassi stellari galattici ed extragalattici

Mezzo interstellare, formazione di stelle e sistemi planetari

Infrastrutture da Terra (utilizzo)

Infrastrutture dallo spazio per l’osservazione dell Universo (utilizzo)


Team Summary

15. Personale INAF coinvolto
Numero di partecipanti INAF al progetto: 8
Struttura Nfte N0 TI 2022 TI 2023 TI 2024 TD 2022 TD 2023 TD 2024 Nex Extra
OAS BOLOGNA 5 0 0.70 0.60 0.00 0 0 0 1 0.10
O.A. PADOVA 0 0 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0 0.00
Totali 5 0 0.70 0.60 0.00 0.00 0.00 0.00 1 0.10
16. Personale Associato INAF coinvolto
Numero di partecipanti Associati INAF: 4
# Struttura TI 2022 TI 2023 TI 2024 TD 2022 TD 2023 TD 2024 Extra
1 Univsersità Milano-Bicocca 0 0 0 0.20 0.10 0.00 0.00
2 UniFe 0.10 0.10 0.00 0 0 0 0.00
3 Scuola Normale Superiore 0.00 0.00 0.00 0 0 0 0.00
4 INAF-OAS, Bologna 0 0 0 0.75 1.00 0.25 0.00
Totali 0.10 0.10 0.00 0.95 1.10 0.25 0.00

Fondi a sostegno

21. Totale fondi a disposizione (dato aggregato, k€)
Certi 2022 Certi 2023 Certi 2024 Presunti 2022 Presunti 2023 Presunti 2024
0 0 0 0 0 0

Produzione scientifica e tecnologica

22. Produzione scientifica e tecnologica - Highlights
# DOI Descrizione Azione
1 10.1093/mnras/staa3185 Titolo: Constraints on the [C\hspace0.167emii] luminosity of a proto-globular cluster at z $\sim$ 6 obtained with ALMA Autori:Francesco Calura and Eros Vanzella and Stefano Carniani and Roberto Gilli and Piero Rosati and Mass .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2020
2 10.1051/0004-6361/202039466 Titolo: The MUSE Deep Lensed Field on the Hubble Frontier Field MACS J0416 Autori:E. Vanzella and G. B. Caminha and P. Rosati and A. Mercurio and M. Castellano and M. Meneghetti and .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2021
3 10.1051/0004-6361/202039564 Titolo: A new high-precision strong lensing model of the galaxy cluster MACS J0416.1-2403 Autori:P. Bergamini and P. Rosati and E. Vanzella and G. B. Caminha and C. Grillo and A. Mercurio and M. M .... Publisher:EDP Sciences Rivista: Astronomy \& Astrophysics Anno pubblicazione:2021
4 10.1126/science.aax5164 Titolo: An excess of small-scale gravitational lenses observed in galaxy clusters Autori:Massimo Meneghetti and Guido Davoli and Pietro Bergamini and Piero Rosati and Priyamvada Natarajan .... Publisher:American Association for the Advancement of Science (AAAS) Rivista: Science Anno pubblicazione:2020
5 10.1093/mnras/stz2286 Titolo: Ionizing the intergalactic medium by star clusters: the first empirical evidence Autori:E Vanzella and G B Caminha and F Calura and G Cupani and M Meneghetti and M Castellano and P Rosati .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2019
6 10.1093/mnras/sty3311 Titolo: Massive star cluster formation under the microscope atz~ Autori:E Vanzella and F Calura and M Meneghetti and M Castellano and G B Caminha and A Mercurio and G Cupa .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2018
7 10.3847/1538-4357/aa74ae Titolo: Magnifying the Early Episodes of Star Formation: Super Star Clusters at Cosmological Distances Autori:E. Vanzella and M. Castellano and M. Meneghetti and A. Mercurio and G. B. Caminha and G. Cupani and .... Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2017
8 10.1093/mnras/stx351 Titolo: Paving the way for the JWST: witnessing globular cluster formation at z~$\greater$~3 Autori:E. Vanzella and F. Calura and M. Meneghetti and A. Mercurio and M. Castellano and G. B. Caminha and .... Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2017
9 10.1093/mnras/stz2055 Titolo: Formation of Second Generation Stars in Globular Clusters Autori:F Calura and A D'Ercole and E Vesperini and E Vanzella and A Sollima Publisher:Oxford University Press (OUP) Rivista: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Anno pubblicazione:2019
10 10.1088/2041-8205/814/1/L14 Titolo: FEEDBACK FROM MASSIVE STARS AND GAS EXPULSION FROM PROTO-GLOBULAR CLUSTERS Autori:F. Calura and C. G. Few and D. Romano and A. D'Ercole Publisher:American Astronomical Society Rivista: The Astrophysical Journal Anno pubblicazione:2015



Informazioni Pubbliche

Star Formation; Globular clusters; Extragalactic astronomy; Gravitational lensing

Our team includes members active in several fields: stellar evolution, dynamical and kinematical properties of stellar populations, hydrodynamical simulations of star clusters and cosmological simulations of early galaxies, galaxy cluster physics, gravitational lensing, and observational properties of high-z systems. Our group includes INAF researchers which gave a major contributor to the detection and characterisation of a few very dense, compact, star-forming systems at high redshift, with masses of 10^6 -10^7 Msun and half-light radii of a few tens of pc. Such features imply average stellar density values comparable to those of some old GCs in the Milky Way and M31 galaxies. Our INAF team also includes major experts of the properties of local, old GCs. The heterogeneity of our team places us in a unique position of leadership in a field in which cosmology and stellar astrophysics, or the sciences of high-redshift galaxies and of old GCs are auxiliary to each other.

HST; MUSE; CINECA; ALMA; JWST


15. Team members, Informazioni generali


15. Personale INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2022/2023/2024) FTE Presunte (2022/2023/2024) Extra
1 francesco.calura francesco.calura@inaf.it OAS BOLOGNA Y RICERCATORE Coordinatore X X X X X X X OK
2 eros.vanzella eros.vanzella@inaf.it OAS BOLOGNA Y RICERCATORE Observations of proto-GC X X X X X X X OK
3 massimo.meneghetti massimo.meneghetti@inaf.it OAS BOLOGNA Y RICERCATORE Lensing models X X X X X X X OK
4 antonio.sollima antonio.sollima@inaf.it OAS BOLOGNA Y RICERCATORE Dynamics of stellar systems X X X X X X X OK
5 emanuele.dalessandro emanuele.dalessandro@inaf.it OAS BOLOGNA Y RICERCATORE Observations of Globular Clusters X X X X X X X OK
6 anita.zanella anita.zanella@inaf.it O.A. PADOVA Y RICERCATORE Observations of star-forming clumps X X X X X X X OK
7 roberto.gilli roberto.gilli@inaf.it OAS BOLOGNA Y PRIMO RICERCATORE Observations of galaxies at high-redshift X X X X X X X OK
8 anna.marino anna.marino@inaf.it O.A. PADOVA Y RICERCATORE Observations of Globular Clusters in the Milky Way and satellite galaxies X X X X X X X OK

16. Personale Associato INAF coinvolto

# Nome E-mail Struttura TI Qualifica Ruolo nel Progetto FTE Impegnate (2022/2023/2024) FTE Presunte (2022/2023/2024) Extra
1 alessandro.lupi alessandro.lupi@unimib.it Univsersità Milano-Bicocca N senior postdoc Cosmological simulations [0.2, 0.1, 0] [0.0, 0.0, None] 0.0
2 piero.rosati rosati@infn.it UniFe Y Professore Ordinario Clusters of galaxies; gravitational lensing [0.1, 0.1, 0] [0.0, 0.0, None] 0.0
3 stefano.carniani stefano.carniani@sns.it Scuola Normale Superiore Y Professore Associato Observations of galaxies at high-redshift [0, 0, 0] [0.0, 0.0, None] 0.0
4 raffaele.pascale raffaele.pascale@inaf.it INAF-OAS, Bologna N Assegnista di Ricerca Simulazioni numeriche [0.75, 1.0, 0.25] [-1.0, -1.0, -1.0] -1.0

21. Fondi a Sostegno Iniziativa

The funds at our disposal are mostly from two grants: a PRIN INAF grant awarded in 2020 (67.5 keuro, PI: Calura) and part of an INAF Main Stream Project awarded in 2019 (originally of 37.5 keuro, PI: Vanzella). As for the latter, considering that the latter grant is to be shared also with researchers of other projects, we can estimate that the funds still at our disposal are ~ 8 keuro. Also a contribution of 1.3 keuro from the INAF-OAS institute has to be be mentioned. The codes of the two awarded projects and their titles are described in the 'funzione obiettivo' section.


Tabella fondi:

# Provenienza Certi 2022 (k€) Certi 2023 (k€) Certi 2024 (k€) Presun. 2022 (k€) Presun. 2023 (k€) Presun. 2024 (k€) Totale Certi (k€) Totale Presunti (k€)


Tabella fondi Astrofisica Fondamentale e PNRR:
# Provenienza Fondi 2022 (€) Fondi 2023 (€) Fondi 2024 (€)