Identificazione di stelle Cefeidi
nella galassia Centaurus A con
dati di Hubble Space Telescope
L.Mattiello(1), L.Rigovacca(1), M.Scalchi(1), V. Tanku(2)
(1) Liceo Scientifico “G.B. Quadri”, Vicenza
(2) Liceo Sperimentale “Don G. Fogazzaro”, Vicenza
Le Cefeidi
Le stelle Cefeidi sono
delle stelle variabili che
devono il proprio nome
alla prima stella del
genere che e' stata
scoperta, Delta Cephei
(al centro dell’immagine).
Si tratta di stelle pulsanti,
il cui raggio varia
periodicamente intorno
ad un valore medio.
Le Cefeidi
Il periodo e' compreso
tra 0.2 e 100 giorni circa;
nel corso di un periodo
variano la luminosità
(circa una magnitudine),
la velocità radiale, il
raggio, la temperatura e
il tipo spettrale.
Le Cefeidi
La pulsazione avviene secondo un ciclo:
• contrazione della stella
• riscaldamento del nucleo
• accelerazione delle reazioni nucleari e
sovrapproduzione di energia
• espansione della stella
• dissipazione dell'energia accumulata
• raffreddamento del nucleo
• decelerazione delle reazioni nucleari
• squilibrio di pressione
• contrazione
Le Cefeidi nel diagramma HR
Le Cefeidi popolano solo
una zona particolare del
diagramma HR detta
fascia di instabilità delle
Cefeidi, che attraversa il
diagramma partendo dalla
zona delle supergiganti
fino alla sequenza
principale.
Henrietta Leavitt
Henrietta Leavitt era un’astronoma statunitense che
per anni si dedicò allo studio di stelle variabili nelle
nubi di Magellano.
Caratteristiche delle Cefeidi
La Leavitt notò che le Cefeidi più luminose avevano
anche il periodo più lungo, secondo la relazione da lei
scoperta nel 1912:
M = A*log10(P) + B
La determinazione della distanza
La possibilità di conoscere con precisione la
magnitudine assoluta di un oggetto astronomico è
molto importante.
Trovato il modulo di distanza [m – M], è possibile infatti
calcolare la distanza in parsec attraverso la formula:
m – M = 5*log(d) – 5
Le immagini che abbiamo utilizzato sono state prelevate
dall’archivio pubblico dell’Hubble Space Telescope.
Centaurus A
I nostri dati riguardavano la Galassia Centaurus A
(NGC 5128), appartenente alla costellazione del
Centauro.
Centaurus A (NGC 5128)
Tipo morfologico
S0 peculiare
α
13h 25.5m
δ
-43° 01'
Mag. apparente
7.84
Diametro apparente
18.2'
Distanza
107 al
Costellazione
Centaurus
Redshift
0.00183
Velocità radiale
547 km/s
Il problema dei raggi cosmici
Per analizzare le immagini è necessario togliere gli
effetti dei raggi cosmici. Per far ciò abbiamo
confrontato coppie di immagini.
Una porzione di
immagini prima (a
sinistra) e dopo (a
destra) l’eliminazione
dei raggi cosmici
Identificazione delle stelle
L’elaboratore ha individuato automaticamente le stelle
nell’immagine considerata e le ha ordinate arbitrariamente
Identificazione delle variabili
Per le stelle che
presentavano notevoli
differenze di
magnitudine tra le
varie immagini,
abbiamo tracciato il
grafico giorno –
magnitudine. Le stelle
che presentavano un
periodo piuttosto
regolare, potevano
essere delle Cefeidi.
Grafici di stelle scartate
Oggetto 1732
27
25
Magnitudine
23
21
19
17
15
13
52090
52100
52110
52120
MJD = JD - 2500000
52130
52140
52150
Grafici di stelle scartate
Oggetto 2038
27
Magnitudine
25
23
21
19
17
15
13
52090
52100
52110
52120
52130
MJD = JD - 2500000
52140
52150
Grafici di possibili Cefeidi
Oggetto 2045
27
Magnitudine
25
23
21
19
17
15
13
52090
52100
52110
52120
MJD = JD - 2500000
52130
52140
52150
Grafici di possibili Cefeidi
Oggetto 1053
27
Magnitudine
25
23
21
19
17
15
13
52090
52100
52110
52120
52130
MJD = JD - 2500000
52140
52150
Grafici di possibili Cefeidi
Oggetto 1493
27
Magnitudine
25
23
21
19
17
15
13
52090
52100
52110
52120
52130
MJD = JD - 2500000
52140
52150
Le variabili individuate
Legenda:
Blu: Presentano
variabilità dovuta alla
non perfetta
sovrapponibilità delle
immagini;
Rosso: Possibili
Cefeidi non
riscontrate nella
letteratura;
Giallo: Cefeide
corrispondente nella
letteratura
Elaborazione dei dati
Dai grafici abbiamo ricavato una stima del periodo.
Con questo risultato e con il valore della magnitudine
calcolato dal programma, abbiamo determinato, per
ciascuna stella, la magnitudine assoluta e il modulo di
distanza.
N° oggetto
2045
1053
1493
Periodo
18,0
10,6
16,9
mmedia
18,06
16,58
19,69
M
-4,86
-4,23
-4,79
m – M + 4,85
27,77
25,67
26,33
Conclusioni
I valori del modulo di distanza sono confrontabili
con il valore dato dalla letteratura (27,5).