Proprietà fisiche delle galassie e loro evoluzione Stefano Ciroi Dipartimento di Astronomia Università degli Studi di Padova Che cosa è una galassia? Gas GRAVITA’ Polveri Stelle Materia oscura aquila La Via Lattea scudo serpente lira sagittario cigno scorpione aquila Via Lattea – Scheda Luminosità ~ 2 x 1010 L Massa ~ 26 x 1011 M disco ~ 105 anni-luce h disco ~ 103 anni-luce No. di stelle ~ 4 x 1011 Densità media di stelle ~ 1 per 125 anni-luce3 Separazione media fra stelle ~ 5 anni-luce La stella più vicina al Sole, Proxima Centauri, si trova a ~ 4.3 anni-luce Cinematica delle stelle V ωR V R V R V R Rotazione rigida o di corpo solido R V 2 3a Legge di Keplero R3 k 2 T R R k T V 2R k V R 1/2 V Rotazione kepleriana R Fgrav Fcent R m Mm V2 G 2 m R R V M RV 2 M G Fgrav Fcent Mm V2 G 2 m R R 1 Mm 1 G mV 2 2 R 2 1 UK 2 U 2K 0 Teorema del Viriale 3 2 1 Rotazione differenziale Distanza dal centro (kpc) Velocità circolare (km/sec) 6.13 12.27 18.40 24.54 R ~ 8.5 kpc v ~ 220 km/sec T ~ 2.4 x 108 anni Distanza dal centro (x 103 anni-luce) Morfologia delle galassie Galassie Irregolari Galassie Ellittiche Galassie a Spirale E0-E7 S0 Sa Morfologia Solo bulge Bulge + Disco Bracci di spirale Nessuno Gas Sb Sc Irr Bulge grosso + Disco Bulge piccolo + Disco Solo disco Nessuno Avvolti Aperti Tracce Quasi assente Quasi assente 1% 5-10% 10-50% Regioni H II Nessuna Nessuna Poche Molte Dominanti Stelle Vecchie Vecchie Alcune giovani Tipo spettrale G, K G, K G, K Colore Rosso Rosso Massa (M) 108 - 1013 Luminosità (L ) 106 - 1011 2-5% Soprattutto giovani F, K A, F A, F Blu 109 - 1012 108 - 1011 108 - 1011 Effetto Doppler l l= lunghezza d’onda n = frequenza c = velocità della luce = 300 000 km/s c λ ν v<0 ν ν0 v=0 ν ν0 v>0 ν ν0 ν0 ν v 1 c redshift λ λ0 v v λ λ 0 1 z λ0 c c Spettroscopia Cinematica delle galassie i = 0° i = 45° i = 90° materia oscura Moti caotici in galassie ellittiche o in bulge di spirale N Dispersione di velocità v s v i 1 i N N σ 2 v v i i 1 N 1 Cosa determina la morfologia di una galassia Interazioni gravitazionali Legge di Hubble 1929 Edwin Hubble scopre che le galassie si allontanano da noi e che la loro velocità di recessione è tanto maggiore quanto maggiore è la distanza da noi v H0 d H 0 72 km s 1Mpc 1 λ λ0 v cz z d λ0 c H0 (in Mpc) v λ λ0 c 1 d cz z 2 z λ0 H 0 z 2 2z 2 v 1 c valido se z<1 1 (in Mpc) 1 d v H0 (Mpc) Età dell’Universo 1 1 3.09 1019 9 13.6 10 anni 7 H 0 72 3.15 10 lontano nello spazio = indietro nel tempo 13 miliardi di anni-luce La teoria del Big Bang WMAP La radiazione di fondo cosmico a 3 K Quale futuro per l’Universo? Chiuso W>1 Piatto W=1 Aperto W<1 THE END
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