Il settore si interessa dello studio dei fenomeni astronomici e astrofisici, riguardanti, cioè, i corpi celesti e i sistemi di corpi celesti, la cosmologia e la fisica dell’universo primordiale, la fisica della gravitazione, la fisica spaziale e cosmica, la fisica del mezzo interstellare e intergalattico e lo studio dei fenomeni emissivi ad alte energie, e le corrispondenti competenze per lo sviluppo di metodologie e tecnologie innovative, osservative, sperimentali, matematiche e computazionali, finalizzate all'approfondimento delle conoscenze specifiche. Il settore comprende inoltre le competenze per lo studio del Sole, del sistema solare e dell’eliosfera e la planetologia, incluso lo sviluppo di tecnologie di indagine spaziale e le competenze fisiche, matematiche e numeriche necessarie allo studio della Terra solida e fluida, del clima, dell’ambiente e delle loro interazioni dinamiche, compresi i processi fisici di diffusione e turbolenza, del mezzo circumterrestre e delle interazioni tra sistema Terra e sistema solare.

Settore Tematico (Concorsuale): 02/C1

Space Weather

• Tematiche Aperte: il campo magnetico solare; sorgenti di attività solare e variazioni di irradianza, il riscaldamento della Corona Solare; attività solare e effetti sull'atmosfera terrestre; previsione di eventi di Space Weather.
• Attività Recenti: European Solar Telescope (EST); South Pole Solar Observatory (SPSO); Space Weather; attività di sviluppo tecnologico.
• Sviluppi Futuri: spettrometri narrow-band e sottosistemi per EST; Space Weather: scienza e servizi; Solar Orbiter; SPSO e telescopi sinottici; pallone stratosferico SONETTO; missione CubeSat-6U VENT.

Esopianeti e Abitabilità

• Tematiche Aperte: Astrobiologia; Demografia degli Esopianeti; ricerca di Esopianeti simili alla Terra; studio delle atmosfere esoplanetarie e delle interazioni stella-pianeta; clima dei pianeti di tipo terrestre.
• Attività Recenti: Rivelazione e caratterizzazione degli Esopianeti transitanti; abitabilità nella Galassia; simulazioni numeriche di atmosfere di esopianeti; progetti: HATSouth, CARMENES, GAPS 
• Sviluppi Futuri: Il telescopio spaziale TESS; Exo-Earth Discovery and Exploration Network (EDEN); il telescopio spaziale James Webb (JWST).

Materia Oscura

• Tematiche Aperte: perché le galassie nane (dG) sono dominate dalla Materia Oscura? E che ruolo hanno nella formazione delle galassie? Profili di densità barionici o non-barionici; merging e la formazione dell'alone galattico.
• Attività Recenti: popolazioni stellari risolte nelle dG vicine; cinematica delle dG; evoluzione dell'arricchimento chimico; contenuto barionico e non-barionico.
• Sviluppi Futuri: LSST - analisi completa delle popolazioni stellari vicine; ELT MICADO/MAORY - profili di densità dei nuclei delle galassie vicine; Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana (ASTRI).

L'universo ad Alta Energia

• Tematiche Aperte: come si è addensata la materia nelle strutture a grande scala che sono visibili oggi? come accrescono i buchi neri e come modellano l'Universo? 
• Attività Recenti: Ammassi di galassie (analisi dati e elaborazione di segnale; collisioni tra ammassi; riscaldamento per shock e moti dei gas; struttura interna ed evoluzione degli ammassi; masse e contenuto degli ammassi); galassie attive e buchi neri supermassicci (venti da buchi neri supermassicci a multi-scala e multi-fase, e la loro influenza sull'evoluzione della galassia ospite; variabilità dei quasar, il rapporto di emissione X-ray/UV, le distanze cosmologiche).
• Sviluppi Futuri: scoperta di nuovi ammassi; il ciclo dei barioni nei sistemi galattici; la struttura interna degli ammassi; mappatura dei venti dei buchi neri supermassicci, dall'orizzonte degli eventi alle scale galattiche.

Cosmologia e Nuova Fisica

• Tematiche Aperte: la polarizzazione di modo B del fondo cosmico a microonde (CMB); anomalie rispetto alla ΛCDM; la discrepanza tra le abbondanze da CMB e da ammassi; tensione tra le differenti misure cosmologiche.
• Attività Recenti: Tensioni (costante di Hubble; età dell'Universo; oltre la ΛCDM; nuovi modelli di Energia Oscura); polarizzazione della CMB (contributi al proposal ESA/CORE); tecniche di separazione del foreground; scenari di inflazione; cosmologia da ammassi di galassie; risultati cosmologici da CMB e prodotti della missione Planck.  
• Sviluppi Futuri: Utilizzo delle osservazioni cosmologiche per test di fisica fondamentale e come finestre su nuova fisica; utilizzo dei dati Planck; missione JAXA-LiteBIRD per la polarizzazione della CMB; LSPE (esperimento su pallone LSPE/SWIPE e esperimento a terra LSPE/STRIP); la missione EUCLID; scenari di inflazione e non-gaussianità della CMB; Energia oscura contro modified gravity; masse e specie dei neutrini.