REALIZZAZIONE A CURA DI GALLO VANESSA GIANNOTTA GIUSEPPE MANCARELLA SERENA MARINÒ CATERINA TAGLIENTE FABIANA DE IACO LUCA GALANTE DANIELA IURLANO DANIELA TISEI MARGHERITA COORDINAMENTO PROF.SSA FRANCESCA LA NEVE MA GUARDA QUANTE STELLE QUESTA SERA FINO ALLA LINEA CURVA D’ORIZZONTE, ELLISSI CIECA E SORDA DEL MISTERO…… Francesco Guccini (Stelle - 1996) INDICE LE GALASSIE FORMA DELLE GALASSIE GALASSIE ELLITTICHE GALASSIE A SPIRALE LA VIA LATTEA GALASSIA DI ANDROMEDA GALASSIA M 51 GALASSIE A SPIRALE BARRATA GALASSIE A DISCO GALASSIE IRREGOLARI GALASSIA ROVESCIA RADIOGALASSIE AMMASSI GALATTICI DISTANZE INTERGALATTICHE LE COSTELLAZIONI POSIZIONE DELLE STELLE NELLE COSTELLAZIONI COME SI CHIAMANO LE STELLE? GRANDEZZA DELLE STELLE LUMINOSITÁ DELLE STELLE IL COLORE DELLE STELLE DIAGRAMMA DI HERTZSPRUNG – RUSSEL ORIGINE DELLE STELLE FASE DI STABILITÁ FINE DI UNA STELLA LE NEBULOSE NEBULOSA A TESTA DI CAVALLO NEBULOSA FORMICA NEBULOSA CLESSIDRA NEBUOLOSA NGC 6543 NEBULOSA IC 418 IL SOLE STRUTTURA DEL SOLE LE MACCHIE SOLARI ATMOSFERA SOLARE FONTI DI CONSULTAZIONE LE GALASSIE La galassia è un agglomerato di centinaia di miliardi di stelle, gas e polveri legati tra loro da forze di natura gravitazionale ed orbitanti intorno ad un centro comune, con periodi di rivoluzione di centinaia di milioni di anni. La maggior parte di esse appare, a causa della distanza dalla terra, come una nube debolmente luminosa e solo nelle fotografie degli ammassi più vicini è possibile distinguere le singole stelle. Tutti gli astri visibili ad occhio nudo dalla terra appartengono alla nostra galassia: la via lattea. Indietro FORMA DELLE GALASSIE Le osservazioni al telescopio permettono di determinare, seppure in modo approssimativo, la forma delle galassie e quindi di organizzare su questa base una prima classificazione. Ci sono galassie: • ellittiche • a spirale • irregolari Indietro GALASSIE ELLITTICHE Le galassie ellittiche hanno forma sferica od ovoidale, con un nucleo brillante. Di norma non hanno, o ne hanno pochissima, materia interstellare e sono formate solo da stelle vecchie. Il loro colore predominante è il Torna a Indietro rosso. GALASSIE A SPIRALE Le galassie a spirale sono generalmente formate da un nucleo costituito da stelle vecchie (più di 10 miliardi di anni) da cui si ripartono i bracci in cui si trova una popolazione di stelle giovani, abbondanti quantità di gas, polveri e grandi nubi molecolari che sono luogo di formazione stellare. Nelle galassie a spirale le stelle si muovono su orbite circolari, con velocità tanto più grandi quanto maggiore è la distanza dal centro della galassia. Il loro colore va dal rosso delle stelle vecchie al blu delle giovani. Galassia a spirale NGC300 nel gruppo dello Scultore a circa 10 milioni di a.l. dalla Terra. La colorazione blu dei bracci indica la presenza di stelle giovani e brillanti. Quella leggermente più rossastra del nucleo indica la presenza di vecchie stelle. Via Lattea Andromeda M51 spirale barrata a disco g. rovescia indietro torna a LA VIA LATTEA Tutti gli astri visibili ad occhio nudo dalla superficie terrestre, come il sole, appartengono alla nostra galassia: la Via Lattea, così chiamata dagli antichi per il suo aspetto di striscia biancastra che taglia il cielo. Essa è una galassia a spirale composta da centinaia di miliardi di stelle, polveri e gas ed ha un diametro di centomila anni luce. Orizzontalmente, lungo il piano equatoriale ci sono delle nubi scure che sembrano dividerla in due emisferi. I bracci di spirale ruotano intorno al nucleo con velocità differenti l’uno dall’altro, trascinando tutte le stelle, compreso il sole ed il sistema solare. Torna a Torna a indietro GALASSIA DI ANDROMEDA È la spirale compagna della nostra galassia. Insieme alla Via Lattea, è la più grande del Gruppo Locale. Torna a indietro GALASSIA M 51 La galassia a spirale M51, situata nella costellazione dei Cani da Caccia non lontana dall’Orsa Maggiore, è indubbiamente una delle meraviglie del nostro cielo e anche uno degli oggetti più curiosi e più studiati. La particolarità di M51 consiste nel fatto che è accompagnata da una galassia minore, NGC 5195, con la quale interagisce con un evidente passaggio di materiale stellare da un corpo all’altro. Nella ripresa fotografica si esaltano le due bande più scure di polveri che formano una spirale quasi circolare che ha il centro nel luminoso nucleo della galassia. M51 dista, secondo le ipotesi più recenti, poco più di venti milioni di anni luce. Nel 1994, vicino al suo nucleo, scoppiò una Supernova. Torna a indietro GALASSIE A SPIRALE BARRATA In queste galassie il nucleo è attraversato da una barra di stelle dalla cui estremità si dipartono 2 bracci di spirale formati da stelle, gas e polveri Galassia a spirale barrata NCG 1365.. Dista 50 milioni di anni luce dalla Terra. Torna a indietro GALASSIE A DISCO Galassia M 104 “Sombrero” dista da noi 44 milioni di anni luce. La fascia scura è formata da polveri che assorbono la luce emessa. Sono galassie a spirale prive dei bracci. I loro dischi galattici sono poveri e la formazione di stelle nuove si è fermata da tempo a causa dell’esaurimento della materia interstellare. Sono pertanto formate, o perlomeno la maggior parte di esse, da stelle vecchie. Spesso all’osservazione sono difficilmente distinguibili dalle ellittiche. Torna a indietro GALASSIA ROVESCIA Solitamente la rotazione delle galassie sembra “trascinare” i bracci, cioè se i bracci si aprono in senso orario, il movimento di rotazione sarà in senso antiorario, e viceversa. La galassia NGC 4622 che ci appare in questa immagine, ottenuta con il telescopio spaziale Hubble, ha evidenziato che i due bracci di spirale esterni (punteggiati da gruppi di stelle azzurre appena formate) hanno le estremità rivolte nella stessa direzione di rotazione della galassia. Inoltre questa galassia possiede anche un braccio interno, avvolto nella direzione opposta rispetto ai due bracci esterni. E' un raro caso di galassia con bracci di spirale ad avvolgimento "misto". Dalla forma asimmetrica dei bracci esterni e dalle caratteristiche del nucleo, gli astronomi sospettano che la stranezza di NGC 4622 dipenda dall'interazione, o meglio alla fusione, con un'altra galassia più piccola. Torna a indietro GALASSIE IRREGOLARI Alcune galassie a disco, sono classificate come irregolari poiché, essendo localizzate vicino a galassie più grandi, il loro aspetto è privo di simmetria proprio a causa delle distorsioni indotte dalla gravitazione dei vicini intergalattici. Sono costituite da stelle giovani, gas e polveri in gran quantità. La “Grande nube di Magellano” è una galassia satellite della Via Lattea, distante 170.000 a.l. da noi. torna a indietro RADIOGALASSIE Le radiogalassie sono galassie che emettono nella banda delle radioonde molta più energia di quella emessa dalle galassie normali. Altri oggetti lontani e misteriosi dell’Universo, sono i quasar, molto probabilmente esempi estremi di spaventosi eventi esplosivi al centro di galassie lontane nello spazio e nel tempo. indietro AMMASSI GALATTICI Alcune galassie sono solitarie in regioni vuote dell’universo. Però solitamente si formano gruppi composti da qualche galassia o ammassi ancora più grandi formati da migliaia di galassie. In queste associazioni, le galassie sono soggette a mutue interazioni gravitazionali che ne possono alterare considerevolmente l’aspetto. La nostra galassia fa parte di un gruppo di circa trenta galassie che gli astronomi chiamano Gruppo Locale. La via Lattea e la galassia di Andromeda sono le più grandi del gruppo ciascuna con 100 o 200 miliardi di stelle. La piccola e la grande Nube di Magellano galassie satelliti della via Lattea, sono piccole e deboli, e contengono ciascuna solo circa 100 milioni di stelle. La Grande Muraglia, una striscia di galassie scoperta nel 1989, si estende per oltre un miliardo di anni luce nello spazio. indietro DISTANZE INTERGALATTICHE La semplice osservazione telescopica non permette di distinguere una galassia gigante lontana da una di dimensioni minori e vicina alla Terra. Di conseguenza gli astronomi ricavano la distanza di una galassia confrontando la sua luminosità o le dimensioni degli oggetti che contiene, con quelle di analoghi oggetti della via Lattea. Particolarmente importanti per questo scopo sono le Cefeidi, stelle variabili la cui luminosità cambia periodicamente. Misurando il loro periodo di pulsazione si risale alla loro luminosità assoluta e dal confronto di questa con quella apparente se ne determina la distanza. Le Cefeidi vengono usate per ricavare le distanze di galassie vicine, mentre per quelle più lontane si utilizzano le nove e le supernove. indietro LE COSTELLAZIONI Osservando la volta celeste, le stelle ci appaiono raggruppate in modo da formare disegni, più o meno geometricamente esatti, di rettangoli, quadrati, triangoli, ecc. Dove noi vediamo fredde figure geometriche, la fervida fantasia dei popoli antichi tracciò immaginari disegni raffiguranti animali favolosi, eroi, dei e semidei, che riproducevano nel cielo le loro favole religiose ed eroiche. Ancor oggi continuiamo ad indicare le costellazioni con i nomi che Greci, Latini ed Arabi dettero loro:Orsa Maggiore,Orsa Minore, Cigno, Orione, Gemelli, ecc. indietro POSIZIONE DELLE STELLE NELLE COSTELLAZIONI Nelle costellazioni le stelle che le compongono ci appaiono vicine, ma, nella realtà, esse sono lontanissime l’una dall’altra. È solo l’enorme lontananza dalla Terra che ce le fa apparire appiattite sulla volta celeste indietro COME SI CHIAMANO LE STELLE ? Le stelle di ogni costellazione sono indicate con le lettere dell’alfabeto greco in ordine decrescente di luminosità, a partire da (alfa): ad esempio - Centauri è la stella più luminosa della costellazione del Centauro, (beta) è la seconda e così via. indietro LE STELLE Le stelle sono grandi masse gassose composte principalmente da idrogeno e elio. Esse emettono grandi quantità di energia come luce, calore ed altre radiazioni. Questa energia viene prodotta nel nucleo della stella attraverso processi di fusione nucleare Torna a indietro GRANDEZZA DELLE STELLE Conosciamo stelle piccole come il sole o addirittura più piccole della terra, come le stelle a neutroni, oppure di grandezza inaudita come ad esempio la VV Cephei che ha un diametro 2.400 volte > del sole. Le stelle si classificano in base alla grandezza in: Supergiganti (oltre 100 volte più grandi del sole) Giganti (fino a 100 volte più grandi del sole) Medie (quasi come il sole) Nane (più piccole del sole) indietro LUMINOSITÁ DELLE STELLE La luminosità di una stella è una caratteristica che dipende da due fattori: la quantità di energia irradiata e la sua distanza dalla terra. Il sole ci appare più grande e luminoso solo perché è la stella a noi più vicina. In tal caso si parla di luminosità apparente, mentre se consideriamo la quantità di energia irradiata, indipendentemente dalla distanza dall’osservatore parliamo di luminosità assoluta. STELLA COSTELLAZIONE SOLE DISTANZA LUMINOSITA’ (IN ANNI LUCE) (RISPETTO AL SOLE) 8’ 20’’ 1 PROXIMA CENTAURI CENTAURO 4,3 1,7 SIRIO CANE MAGGIORE 8,8 23 VEGA LIRA 27 53 BETELGEUSE ORIONE 520 14.000 DENEB CIGNO 1630 58.000 indietro IL COLORE DELLE STELLE Il colore della luce emessa da una stella dipende dalla sua temperatura superficiale. Esistono stelle: Rosse da 2600°C a 4000°C Arancioni da 4000°C a 5000°C Gialle da 5000°C a 7000°C Bianche da 7000°C a 15000°C Azzurre da 15000°C a 30000°C e oltre. Indietro DIAGRAMMA DI HERTZSPRUNG-RUSSEL Gli spettri stellari possono essere ordinati in una sequenza continua, sulla base della temperatura superficiale e della magnitudo assoluta, nel diagramma H - R. Le variazioni osservate forniscono indizi sull’ età delle stelle e sul loro stato di evoluzione. Indietro ORIGINE DELLE STELLE Una stella ha origine dalla contrazione di un gigantesco ammasso di polveri e gas: le nebulose. La contrazione di questo gas ed il suo conseguente riscaldamento continua finche’ esso non si trasforma in una protostella che emette radiazioni elettromagnetiche nella banda dell’ infrarosso. La temperatura interna cresce sino a raggiungere circa 10.000.000°c, sufficiente perche’ si inneschino le radiazioni nucleari, con conseguente emissione di una grande quantita’ di energia. Segue la fase di stabilita’ che potra’ durare diversi miliardi di anni. Indietro FASE DI STABILITÁ La stella raggiunge la stabilità quando l’energia liberata dal nucleo, aumentando la pressione verso l’esterno della massa gassosa, controbilancia la forza di gravita, diretta verso l’interno. Indietro FINE DI UNA STELLA Quando quasi tutto l’idrogeno è ormai consumato, i nuclei di elio cominciano ad innescare nuove reazioni termonucleari che li trasformano in atomi di carbonio. Le altissime temperature prodotte fanno espandere la stella che si trasforma in una gigante rossa. Se la stella ha una massa iniziale simile a quella del sole, quando il combustibile si esaurisce collassa fino a diventare una nana bianca che si raffredda lentamente trasformandosi infine in nana nera. Se la stella ha una massa un po’ maggiore di quella del sole, durante la fase di contrazione si libera una grande quantità di energia che determina vere e proprie esplosioni che portano allo stadio di nova. Se la massa della stella supera di almeno tre volte quella del sole, il collasso gravitazionale libera una gigantesca energia che provoca una immane esplosione: si ha una supernova. Il materiale residuo ha una massa di densità tanto grande da determinare la fusione di elettroni e protoni che formano neutroni: si ha una stella a neutroni o pulsar. Se la massa della stella è più di 5 volte quella del sole, dopo la fase di supernova, il collasso gravitazionale continua formando un corpo piccolissimo a densità enorme che ha una forza di gravità tanto elevata da non lasciare allontanare nemmeno la luce: si ha un buco nero. Indietro LE NEBULOSE Nebulosa testa di cavallo Nebulosa clessidra Nebulosa formica NGC 6543 IC 418 Le nebulose sono regioni di gas rarefatto e polveri, dall'aspetto diffuso, presenti un po' dovunque nella nostra e in altre galassie. Un tempo venivano indicate cosi' tutte le sorgenti luminose distanti e dall'aspetto diffuso.In seguito ci si accorse che molte di esse erano in realta' galassie esterne, come per esempio la nebulosa di Andromeda. Generalmente si distingue tra nebulose oscure, a riflessione e ad emissione Le nebulose oscure sono nubi di gas contenenti polvere e prive di stelle che le illuminano; esse non emettono luce e oscurano anche eventuali sorgenti retrostanti. Le nebulose a riflessione sono nubi di gas illuminate da una stella, come nel caso del residuo di una supernova. Esistono poi le nebulose a emissione, le quali sono essenzialmente gassose ed emettono la luce per un fenomeno di fluorescenza, provocata nei gas da radiazioni ultraviolette provenienti da qualche stelle vicina. torna a indietro NEBULOSA TESTA DI CAVALLO Nota anche come Barnard 33 (B 33), è una figura oscura proiettata su uno sfondo di nebulosità diffusa di fianco a Zeta Orionis (Alnitak). Il suo profilo molto caratteristico le è valso il nome di Nebulosa Testa di Cavallo. E’ piuttosto difficile da scorgere, ma ciononostante è uno degli oggetti più famosi del cielo, in virtù delle meravigliose fotografie a lunga esposizione che compaiono in tanti libri di Astronomia. Torna a indietro NEBULOSA FORMICA Nebulosa planetaria Menzel 3, chiamata anche "Nebulosa Formica" a causa dei due lobi che si allontanano dalla futura nana bianca e delle strutture rettilinee ancora più estese, che ricordano le zampe dell'insetto. Secondo una prima ipotesi la stella di Mz3 possiede una compagna in orbita molto stretta che esercita una notevole forza di marea in grado di influenzare il percorso dei gas espulsi. Si calcola che la stella compagna non dovrebbe distare dalla stella centrale più di quanto la Terra dista dal Sole. (Foto NASA, ESA; 01/02/2001) Torna a indietro NEBULOSA CLESSIDRA Fotografia della nebulosa planetaria MyCn 18 a 8000 anni luce da noi nella costellazione della Mosca. La forma a clessidra potrebbe essere dovuta all'espansione di un vento stellare veloce all'interno di una nube in lenta espansione, più densa nelle regioni equatoriali che nelle regioni polari. Per spiegare la struttura di questa nebulosa planetaria è necessario supporre che la stella centrale abbia un compagno invisibile. (Foto JPL, NASA; 16/01/1996) Torna a indietro NEBULOSA NGC 6543 Immagine di NGC 6543, la più bella nebulosa planetaria del cielo, a 3000 anni luce da noi nella costellazione del Dragone. Una prima interpretazione suggerisce che la stella può essere in realtà un sistema doppio. L'effetto dinamico di due stelle che orbitano una attorno all'altra può spiegare più facilmente le complesse strutture. Le due stelle sono troppo vicine per poter essere distinte dall'Hubble e appaiono come un unico punto di luce al centro della nebulosa. (Foto NASA, ESA 09/09/2004) Torna a indietro IC 418 La nebulosa planetaria IC418, lontana 2000 anni luce dalla Terra, ha una struttura particolarissima; infatti, è stata battezzata “nebulosa spirografo”, perché è formata da gigantesche spirali concentriche, di cui non si conosce ancora la ragione. La foto, ripresa dal telescopio Hubble, era originariamente in bianco e nero. I colori sono stati ottenuti con particolari filtri, che hanno isolato le diverse componenti colorate della luce in relazione al tipo di elemento chimico della nebulosa che le ha emesse. Il bordo rosso indica che la luce è stata emessa da azoto ionizzato, il gialloverde da idrogeno e il blu da ossigeno ionizzato. Questo è il gas più caldo, prossimo alla nana bianca che è al centro della nebulosa. Torna a indietro IL SOLE Il Sole è una stella di media grandezza, priva di qualsiasi caratteristica che lo distingua dalle altre, ma è l’unica che invece che apparirci un semplice puntino luminoso, vediamo come un’enorme sfera incandescente di cui possiamo osservare la superficie. Il Sole ha un volume 1,25 milioni di volte quello della Terra ed una massa 300.000 volte maggiore di quella terrestre, ma la sua densità è inferiore, essendo costituito di materiali molto leggeri (idrogeno ed elio) torna a Indietro STRUTTURA DEL SOLE Nel sole possiamo distinguere, procedendo dall’interno all’esterno, quattro involucri gassosi: Nel nucleo avvengono le reazioni di fusione nucleare. La sua temperatura raggiunge i 15 milioni di gradi. La zona radiativa è lo strato che trasferisce agli involucri più esterni, sotto forma di radiazioni, l’energia prodotta nel nucleo. La zona convettiva è la regione in cui l’energia viene trasportata dai moti convettivi dei gas. La fotosfera è la zona da cui proviene la maggior parte delle radiazioni solari. Essa ha una temperatura di circa 6.000 °C ed appare formata da una fitto brulicare di granuli luminosi. Sulla sua superficie spesso sono presenti macchie più scure, le macchie solari. Indietro LE MACCHIE SOLARI La superficie della fotosfera appare costellata di aree scure variabili per forma e per numero, nelle quali si distingue una zona centrale (ombra), circondata da una regione di bordo leggermente più luminosa (penombra). Queste strutture, dette macchie solari, rappresentano dei "punti freddi" della fotosfera del sole. Nel 1908 l'astronomo George Ellery Hale scoprì che le macchie solari sono sede di intensi campi magnetici. Le macchie solari compaiono generalmente a coppie, con campi magnetici di polarità opposta. Dapprima aumentano di numero, per poi diminuire, con un ciclo regolare che dura circa 11 anni, già noto almeno dall'inizio del XVIII secolo. torna a Indietro ATMOSFERA SOLARE Il sole non ha un contorno nitido e ben definito, ma è circondato da un tenue anello, l’atmosfera in cui si distinguono: la cromosfera, occupata da gas turbolenti che ribollono dopo essere sfuggiti dalla fotosfera; la corona solare, visibile solo durante le eclissi come un alone di gas che si sfuma nello spazio, dalla cui frangia più esterna sfuggono protoni e neutroni che nell’insieme formano il vento solare. Questo può determinare perturbazioni del campo magnetico terrestre ed responsabile del fenomeno delle aurore boreali. Indietro FONTI DI CONSULTAZIONE A. Gainotti, A. Modelli “Questo pianeta” - Zanichelli AAVV “Scienze della Terra” - Bovolenta I. Neviani, C. Pignocchino Feyles “Geografia generale” – SEI Newton – RCS periodici S.p.A. Enciclopedia multimediale “Encarta” - Microsoft Enciclopedia multimediale “Omnia” - De Agostini www.lestelle-astronomia.it www.vialattea.net www.scienzagiovane.unibo.it Colonna sonora: “The big gig in the sky” – Pink Floyd Indietro