GALASSIE, NEBULOSE, COSTELLAZIONI, UNIVERSO. Prof. Amato Massimo Liceo ScienBfico Calasanzio Empoli, 18/10/2010

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1 GALASSIE, NEBULOSE, COSTELLAZIONI, UNIVERSO Prof. Amato Massimo Liceo ScienBfico Calasanzio Empoli, 18/10/2010

2 Galassie Le galassie sono enormi insiemi di stelle e di gigantesche nubi di gas e polvere. Esse sono i "masoni" che compongono l'universo, il quale ne conbene almeno 100 miliardi. Una galassia cosbtuisce anch'essa, in piccolo, un vero e proprio universo a se' stante: e' un sistema autogravitante, che generalmente si evolve separatamente dalle altre galassie. E' solo da pochi decenni che si e' compreso che cosa sono effexvamente le galassie. Fino all'inizio degli anni 1920 si pensava che queste cosiddese "nebulose spirali" fossero oggex appartenenb alla nostra galassia, della quale ancora non si conoscevano esasamente le dimensioni. Fu solo nel 1924 che l'astronomo Edwin Hubble, con il telescopio del Monte Wilson, riusci' a risolvere alcune regioni della nebulosa di Andromeda, confermando che si trasa di una galassia vera e propria, esterna alla nostra. Andromeda e' una delle galassie piu' vicine alla Via LaSea: dista da noi "soltanto" due milioni di anni luce. Le galassie si sono formate poco tempo dopo la nascita dell'universo, cioe' all'incirca da quindici miliardi di anni. All'inizio erano soltanto delle enormi nubi di gas, principalmente idrogeno, con una certa percentuale di elio. Queste nubi hanno subito un'instabilita' gravitazionale che le ha portate a frammentarsi e a collassare su se stesse, formando stelle.

3 TIPI DI GLASSIE Galassie a spirale: hanno diametri medi intorno ai 70 mila anni luce, ma una delle piu' grandi galassie di questo tipo, NGC 1961, ha un diametro di 300 mila anni luce e una massa pari a circa 2000 miliardi di volte quella del Sole. La nostra galassia, la via lattea ha una diametro di 100 mila anni luce. Queste galassie sono ricche di gas e le braccia contengono stelle giovani, mentre il nucleo contiene stelle piu' vecchie. Nelle galassie a spirale si formano tuttora stelle. Galassie ellittiche: tra queste galassie e' facile trovarne di ancora piu' grandi, con dimensioni di oltre 300 mila anni luce e masse fino a 10mila miliardi di volte la massa del Sole; sempre di questo tipo morfologico fanno parte le galassie nane, che hanno dimensioni di appena 5000 anni luce e masse di solo pochi milioni di volte quella del Sole. Queste galassie sono molto povere di gas e possiedono quasi solo stelle vecchie. In questo tipo di galassie non si formano piu' stelle, non essendoci piu' gas disponibile. NGC 5866/M101, di tipo lenticolare, nella costellazione del Drago Galassie irregolari: esse hanno una forma non ben definita, sono ricche di gas, polvere e stelle giovani. In questo tipo di galassie la formazione di stelle e' molto intensa. Galassie lenticolari o S0: un tipo di galassia che sta a meta' tra una spirale e un'ellittica; hanno una forma schiacciata, a disco, ma non presentano i caratteristici bracci delle spirali. Andromeda, NGC224/M31 di tipo a spirale

4 Nel caso delle galassie ellittiche, si sono formate subito molte stelle quasi contemporaneamente, ed e' rimasto pochissimo gas disponibile per la formazione di altre stelle. Queste galassie sono percio' rimaste "congelate" nella forma che avevano all'inizio della propria evoluzione. Nelle galassie spirali, invece, le stelle si sono formate piu' lentamente, lasciando ancora molto gas disponibile. Il gas e le stelle hanno cominciato a ruotare sempre piu' velocemente, assumendo la forma schiacciata di un disco, mentre la formazione di stelle e' continuata in modo graduale. ANDROMEDA Negli anni novanta è stato dimostrato che nel centro della galassia è presente un buco nero supermassiccio. UBlizzando i dab spesroscopici osenub sia dal CFHT che dal Telescopio Spaziale Hubble è stato mostrato che la velocità di rotazione delle stelle interne al centro della galassia non potrebbe mantenersi se nel centro non fosse presente una massa pari a un miliardo di masse solari. DaB osservabvi Ascensione resa 00h 42m 44.3s Declinazione Distanza 2,54 ± 0,06 milioni di a.l /- 180 pc Magnitudine apparente (V) 4,4 Dimensione apparente (V)

5 Nebulose Una nebulosa (dal latino nebula, nuvola; pl. nebulae) è un agglomerato interstellare di polvere, idrogeno e plasma. Originariamente il termine nebulosa veniva impiegato per indicare un qualsiasi oggetto astronomico di grandi dimensioni di natura non stellare né planetaria né cometaria, quindi comprendeva anche quelle che oggi sono note come galassie (per esempio, la Nebulosa di Andromeda faceva riferimento alla Galassia di Andromeda prima che le galassie venissero scoperte da Edwin Hubble). Nebulosa del Granchio, NGC1952/M1, nel Toro (resto di una supernova), è il primo oggetto del catalogo di Charles Messier, scoperta nel 1731 da John Bevis, dista 6500 a.l., è larga più di 6 anni luce e si sta espandendo alla velocità di 1500 km/s Nebulosa di Orione, NGC1976/ M42, molto brillante nel cielo notturno, riconoscibile ad occhio nudo, posta a sud del famoso asterismo della Cintura di Orione, al centro della cosiddetta Spada di Orione. Dista circa anni luce, si estende per circa 24 anni luce ed è la regione di formazione stellare più vicina al Sistema solare. Magnitudine apparente: 3,0 Dimensione apparente: 65' x 60

6 Costellazione Apparente raggruppamento di stelle formato sulla sfera celeste. Si trasa di un'enbtà esclusivamente prospexca a cui la moderna astronomia non riconosce alcun reale significato, in quanto nello spazio tridimensionale le stelle che cosbtuiscono una costellazione possono essere separate anche da distanze enormi, così come diverse possono essere le dimensioni e la luminosità. L'uomo eccelle nel trovare schemi regolari (pareidolia) e a7raverso la storia ha raggruppato le stelle che appaiono vicine in costellazioni. In cielo sono state individuate 88 costellazioni (48 nel cielo boreale, di cui 12 quelle dello Zodiaco, e 40 nel cielo australe). Di tu7e le costellazioni quelle ritenute più importan? erano quelle della fascia dello Zodiaco dove è visto proie7ato il Sole dalla Terra, nel suo cammino di rivoluzione.

7 Il cielo delle mappe stellari è diviso in 88 aree definite di stelle che prendono il nome di costellazioni. La costellazione più grande è Hydra, il serpente marino, dalla forma allungata e sinuosa che occupa una porzione di cielo circa 19 volte più grande della Croce del Sud, Crux, che è la più piccola, presente nell area del Polo Sud celeste. La maggior parte delle costellazioni come ora le conosciamo ci sono state tramandate dai greci e il testo base è l Almagesto di Tolomeo del 137 d.c., di cui è giunta a noi la copia in greco. Ricerche storiche hanno evidenziato come l origine delle costellazioni in realtà è ancora più anbco ed risale ai popoli della Mesopotamia del VI sec. A.C. La suddivisione dello Zodiaco in 12 costellazioni è comune a diversi popoli, come egizi, babilonesi,persiani e indiani, la sua tesbmonianza più anbca è "il planisfero di Dendera" del 1800 a.c. trovato da un ufficiale di Napoleone tra le rovine del tempio di Iside a Tentyra e conservato alla Biblioteca nazionale di Parigi. Nel 1930 l Unione Astronomica Internazionale, dopo due anni di lavoro di una apposita commissione insediata a Leida, ufficializzò i confini esax e i nomi labni delle 88 costellazioni in cui veniva suddiviso il cielo stellato.

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9 MITOLOGIA E COSTELLAZIONI Mitologia dei popoli Navahos (indiani degli Athabasca-U.S.A.) Il Freddo uomo del Nord o primo uomo (Carro Maggiore) e la Prima donna (Cassiopea) si trovano l uno di fronte all altro con al centro il Fuoco del focolare ( la Stella Polare). Essi mai si allontanano da questa parte del cielo e nessuna costellazione si avvicina per interferire nella loro vita quotidiana. Questa sistemazione delle costellazioni stabilisce una legge che dura fino ai giorni nostri: Solo una coppia può vivere nella stessa tenda. Mitologia dei popoli Irochesi ( indiani del Nord America) Segui il movimento delle sette del Carro Maggiore: le quattro del Carro rappresentano un grande orso, le altre tre (il timone) sono tre coraggiosi cacciatori che lo seguono sulle montagne. Il più vicino all orso è l arciere, il secondo trasporta sulle spalle una pentola (la stella Mizar con la compagna Alcor), il terzo sta più indietro per raccogliere la legna per il fuoco. In primavera, nella prima sera si vedono verso Est i tre cacciatori inseguire l orso su per la montagna. Nei caldi giorni d estate la caccia prosegue in cima alla montagna dove fa più fresco e le sette stelle sono alte nel cielo. Alla fine dell estate i tre cacciatori si appostano alla base della montagna, l arciere prende la mira e ferisce l orso; il suo sangue cola e finisce sulle foglie degli alberi tingendole di rosso: arriva l autunno. Tutti si rifugiano nelle caverne per passarvi il freddo inverno e le sette stelle sono basse sull orizzonte. Finisce l inverno e arriva la primavera, la ferita dell orso si è rimarginata e i tre cacciatori hanno superato lo scorno di aver soltanto ferito l orso. Ripartono per la caccia e riprendono a inseguire l orso.

10 Mitologia greca La bellissima Callisto era una ninfa della corte di Diana. Giove l aveva vista e se ne era innamorato; prendendo le sembianze di Diana l aveva avvicinata e poi sedotta. Diana quando si accorse che Callisto aspettava un figlio da Giove la scacciò via e lei, errando per boschi, partorì suo figlio Arturo. Giunone infuriata la condannò a essere trasformata in un orsa. La povera Callisto divenuta orsa non fu più riconosciuta da suo figlio che scappò via e venne allevato da una famiglia di cacciatori. Crescendo divenne un bellissimo giovane, molto abile nel cacciare. Un giorno si preparava a colpire col suo arco una grossa preda quando incontrò lo sguardo della bestia, uno sguardo noto e amato: lo sguardo dell orsa Callisto. Giove dall Olimpo vide quegli sguardi che si cercavano, fermò la mano del giovane prima che potesse commettere un matricidio e li portò in cielo. Da allora l Orsa (maggiore) e Arturo (della costellazione del Bifolco- Bootes) si guardano sempre e ruotano insieme intorno alla Stella Polare. Giunone, ancora più infuriata di vedere Callisto collocata in cielo come costellazione, mise in moto i suoi poteri e la condannò a non potersi mai bagnare nelle acque del mare dell emisfero boreale. Infatti l Orsa Maggiore non scende mai sotto l orizzonte nel nostro emisfero

11 COME RICONOSCERE LE PRINCIPALI COSTELLAZIONI hsp://

12 ALCUNE STELLE DEL CIELO Proxima Centauri (nana rossa) di classe spettrale M5 Ve, posta a circa 4,2 anni luce in direzione della costellazione del Centauro Vega (stella bianca) è la stella più brillante della costellazione della Lira, la seconda più luminosa nell'emisfero celeste boreale, dopo Arturo, posta a soli 25 anni luce di distanza. Arturo (gigante arancione) è la stella più luminosa della costellazione di Boote, con una magnitudine di -0,04; è, dopo Sirio, la stella più brillante fra quelle visibili nelle latitudini settentrionali e la stella più luminosa dell'emisfero boreale. Betelgeuse (supergigante rossa) è la seconda stella più luminosa della costellazione di Orione, dopo Rigel, e, mediamente, la decima stella più brillante del cielo notturno vista ad occhio nudo. Aldebaran (gigante arancione) è la stella più brillante della costellazione del Toro Sirio (stella bianca) è la stella più brillante del cielo notturno, con una magnitudine apparente pari a -1,46 e una magnitudine assoluta di +1,40.

13 UNIVERSO visto da HUBBLE hsp://hubblesite.org/

14 UNIVERSO visto da HUBBLE

15 UNIVERSO visto da WMAP hsp://map.gsfc.nasa.gov/resources/

16 UNIVERSO visto da WMPA Sull'età dell'universo ci sono diverse ipotesi. Alcune si basano su una pura inves<gazione teorica che consiste nella creazione di un modello di varietà in 4 dimensioni per poi calcolarne la singolarità iniziale. Altre partono da dei dab più sperimentali quali il moto relabvo delle galassie. I calcoli più asendibili sono quelli che axngono a entrambe queste filosofie di ricerca. Il modello asualmente più accreditato è quello chiamato Lambda- CDM, integrato dalla più recente teoria dell'inflazione cosmica. Da quesb studi si ricava che l'età dell'universo più probabile sia di 13,72 miliardi di anni con un margine di errore di 120 milioni di anni. La nascita dell'universo viene a coincidere con il mibco Big Bang che portò ad un'esplosione inimmaginabile e a una espansione esponenziale della crescita. Il 14 Maggio 2009 l'agenzia Spaziale Europea (ESA) ha lanciato il satellite Planck. Questo satellite è sostanzialmente un osservatorio spaziale desbnato allo studio della radiazione cosmica di fondo, grosso modo la potremo definire l'eco del Big Bang. L'obbieXvo di Planck è quello di mappare il Cosmo a microonde quando aveva appena anni. La foto inviata dal satellite mostra due realtà sovrapposte. Quella dell'universo adulto con i gas e le polveri della nostra Via LaSea in primo piano e quella dell'universo neonato quando era illuminato dalle prime stelle. I ricercatori adesso dovranno separare queste immagini per osenere quella più interessante risalente ai primi anni di vita.

17 FINE GALASSIE, NEBULOSE, COSTELLAZIONI, UNIVERSO Prof. Amato Massimo Liceo ScienBfico Calasanzio Empoli, 18/10/2010