INAF
Dipartimento di Astronomia di Padova
MORFOLOGIA E CINEMATICA DELLE GALASSIE
Liceo Morin 27 Novembre 2002
Relatore: Dott. Mauro D’Onofrio
“Le galassie sono come gli uomini.
Più ne conosci, più ciascuna ti sembra
unica.”
S. van den Berg - XX sec.
Sommario
•Cos’è una galassia?
•La classificazione
delle galassie
•Le galassie e il loro
ambiente
•L’interazione tra
galassie
•La cinematica
delle galassie
Ammasso ACO 3627 (ESO)
Una galassia è un
agglomerato di
stelle, gas e
polveri.
Essa può
contenere fino a
100-1000 miliardi
di stelle come il
nostro Sole.
Il diametro della
nostra galassia è
di circa 100000
anni luce.
Se il nostro Sole avesse le
dimensioni di un’arancia (10 cm)
Oggetto
Distanza dal
Sole (Km)
Distanza dal
Sole in scala
(m)
Terra
149570000
10.745
Plutone
5913000000
424.815
Alfa Cen.
4.03964E+13
2902.2
Centro Gal.
2.62151E+17
18834039.8
Andromeda
1.890848E+19
1.35846E+12
1926. Hubble propone la
classificazione delle
galassie attualmente in
uso.
100 pollici a Mount Wilson
Edwin Powel Hubble
Schema di classificazione classico di Hubble
ESO 510 G13
(HST)
Ecco alcuni esempi della
varietà di morfologie
osservate tra le
galassie
ESO 60-24
(ESO)
M 83
Alcune delle spirali
più famose
NGC 1300
M 51
Le “Antenne”
(HST)
Andromeda (M31)
NGC 5128
Andromeda, NGC 205, M32
L’ambiente intorno a noi
Strutture nelle vicinanze del Gruppo Locale
e dell’ammasso della Vergine
M51
Centauro A
M81
Arp 317
Antenne
I gruppi compatti
Il gruppo compatto
HCG 87
Arp 319 (Quintetto di Stephan)
(HST)
(5m Palomar)
Gli ammassi di galassie
Abell 2218
Ammasso CL 0939 + 4713
Simulazione
della struttura
dell’Universo su
larga scala.
Gli effetti delle interazioni tra galassie
Cosa succede durante
un’interazione tra galassie?
(HST)
Alcune spirali interagenti
(ESO)
NGC 6872 / IC 4970
Alcune galassie mostrano segni di una
interazione in atto (asimmetrie,
distorsioni, anelli irregolari, code, ponti
di materia…)
(HST)
UGC 10214
I topi
NGC 6745
(ESO)
(ESO)
AM 1316-241
Si vedono vere e proprie “pipeline” di materia
composta sia di stelle che di mezzo
interstellare (gas, polveri…)
AM 0500-620
(HST)
NGC 1409/1410
Simulazione
idrodinamica
di incontro
tra due
galassie a
spirale
Gruppo di M81 (M82 NGC 3077)
Ottico
Radio (HI)
Simulazione
Il gas svolge nelle interazioni un ruolo chiave (si comporta
dinamicamente in modo diverso dalle stelle) ed è una riserva
che può dar luogo a formazione stellare e/o attivare altri fenomeni…
NGC 5128 (Cen A) residuo di una
fusione tra galassie
(Chandra)
Le interazioni possono favorire
l’accrescimento di materia nel
centro delle galassie dando
luogo a quelle che vengono chiamate
“galassie attive”, parenti stretti
dei Quasar che osserviamo a grandi
distanze, vicino all’epoca della
formazione delle galassie.
Charmandaris et al 2000
Simulazione dell’incontro fra due galassie: sviluppo di strutture mareali
e fusione delle due galassie per formare una galassia ellittica
(animazione)
J. Barnes 1996
I punti rossi sono aloni di materia
oscura i punti azzurri la materia
visibile (stelle + gas)
Si può tentare qualcosa in più…
simulazione de “I topi”
Ottico
J. Barnes 1996
(simulazione)
(simulazione)
Altri oggetti con morfologie
peculiari (senza compagno) hanno
interagito in passato?
Galassa con anello polare
Galassa con shell di stelle
0422-476
(HST)
NGC 4650
Le galassie “normali” hanno subito interazioni in passato ?
Interagivano i progenitori delle galassie ?
Osservazioni e modelli convergono nell’indicare una forte interazione
Griffith et al. 1995 (dati HST)
Collage immagini HST a z ~ 0.4 - 0.5
Borne et al 2000 (dati HST)
Collage immagini HST di ULIRG
La cinematica delle galassie
Evidenza della
possibile esistenza
di materia oscura
(Dark Matter)
nell’Universo.
Le domande ancora senza risposta:
• Qual è il significato della classificazione di Hubble?
• Qual è l’importanza relativa dei fenomeni di fusione rispetto al
collasso gravitazionale monolitico nell’evoluzione delle galassie?
• Qual è l’importanza dei fenomeni di interazione, di accrescimento e
di fusione nel definire la morfologia delle galassie?
• Quando e quanto velocemente si formano le galassie?
• Il mix dei tipi morfologici è evoluto durante la storia dell’Universo?
• Esiste la materia oscura?