Trailer ufficiale dell Anno Internazionale dell Astronomia (IYA 2009)

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1 Trailer ufficiale dell Anno Internazionale dell Astronomia (IYA 2009)

2 Evoluzione, morte e rinascita delle stelle: breve viaggio nell Astronomia Tiziana Di Salvo Gruppo di Astrofisica degli Oggetti Compatti Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche Università di Palermo ed Istituto Nazionale di Astrofisica

3 2009: Anno Internazionale dell Astronomia Nel 1609, 400 anni fa, a Padova Galieo Gailei puntò il primo telescopio verso il cielo. Tra i suoi contributi all astronomia: La scoperta della rotazione della Terra, delle macchie solari, delle montagne della Luna, dei satelliti di Giove, le fasi di Venere, le stelle che compongono la Via Lattea

4 40 anni dal primo sbarco sulla Luna Quaranta anni fa l'uomo conquistava il suolo del nostro satellite: é il 16 Luglio 1969 quando la N.A.S.A. (l'ente spaziale USA) fece partire la missione "Apollo 11" verso la Luna, dalla base spaziale di Cape Canaveral in Florida. la foto ufficiale dell'equipaggio della missione Apollo 11; da sinistra a destra: Neil Armstrong, Michael Collins (in piedi) e Edwin (Buzz) Aldrin.

5 La natura della Luce Onde elettromagnetiche Spettro elettromagnetico

6 Spettro della radiazione di Corpo Nero La frequenza cresce (la lunghezza d onda diminuisce) al crescere della temperatura: 30 gradi -> InfraRosso 1000 gradi -> Luce visibile 10 mila gradi -> UltraVioletto 1 milione di gradi -> raggi X

7 Telescopi Keck (diametro specchio 10 metri, banda ottica) Manua Kea, Hawaii, USA

8 Telescopi VLT (diametro 10 metri, banda ottica) European Southern Observatory, Cerro Paranal, deserto di Atacama Cile

9 La nebulosa Testa di Cavallo in Orione: regione di formazione stellare (Immagine ESO)

10 I telescopi ottici di Cerro Tololo (Cile). Sullo sfondo la Via Lattea e la Grande e la Piccola Nube di Maggellano.

11 Il Telescopio Spaziale Hubble (diametro 2 metri, banda ottica) in orbita intorno alla Terra ad una altezza di 600 km circa

12 Il Telescopio Spaziale Hubble Viene estratto dalla stiva della navetta Shuttle

13 I Pilastri della Creazione al centro della Nebulosa dell Aquila: una regione di gas e polvere interstellare ricca di protostelle (immagine del Telescopio Spaziale Hubble)

14 Hubble Ultradeep Field: questa immagine di HST a lunga esposizione (100 giorni circa) mostra una piccola regione dell Universo affollato da centinaia di galassie. Dimensione: un decimilionesimo della sfera celeste (un centesimo dell area di un unghia di pollice a braccio steso ovvero una palla da tennis a 150 metri di distanza!)

15 Le Galassie: 1000 miliardi di stelle M101: Galassia Girandola NGC 4565 Galassia spirale vista di taglio nella costellazione della Chioma di Berenice

16 Radiotelescopi ATCA (Nuovo Galles del Sud, Australia)

17 Radiotelescopio di Parkes (New South Wales, Australia) diametro 64 metri

18 Radiotelescopio di Arecibo (Puertorico, USA) diametro 300 metri

19 Progetto OWL (Gufo) OverWhelminghly Large optical telescope European Southern Observatory (diametro 100 m)

20 Dettaglio del progetto SKA (Square Kilometer Array) (Australia o Sud Africa) 1 km 2 di area complessiva (dopo il 2015)

21 Visione complessiva di SKA (Square Kilometer Array) Australia o Sud Africa 1 km2

22 I raggi X sono assorbiti dall atmosfera: I telescopi devono essere collocati su satelliti in orbita intorno alla Terra Il lancio del satellite per astronomia X Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE)

23 Satellite per astronomia X XMM Newton della Agenzia Spaziale Europea (ESA) attualmente in orbita intorno alla Terra: lunghezza 10 m (rappresentazione artistica)

24 Viaggio immaginario dalla Terra allo spazio extragalattico

25 Il sistema solare: dimensioni relative in scala, distanze non in scala

26 Spettri Stellari

27 Righe di assorbimento negli spettri stellari

28 Luminosità Diagramma di Hertzsprung -Russell Temperatura

29 Il Sole ai raggi X R = 700,000 km M = 2 x kg

30 Il Sole ai raggi X: il video Periodo di rotazione: 27 giorni, 6 ore, 36 minuti

31 Struttura del Sole

32 La sorgente di energia del Sole: Fusione termonucleare, il ciclo Protone-Protone Quattro atomi di idrogeno si combinano per produrre un atomo di elio: 6 1 1H = 1 4 2He + 2 p + 2 e + + n + g Il rilascio di energia è dovuto alla famosa formula di Einstein: E = m c 2

33 Diagramma di Hertzsprung- Russell e classi spettrali

34 Evoluzione stellare

35 Stelle di bassa massa (< 6 Msole) Stelle di alta massa (> 8 Msole)

36 Stelle di alta massa > 8 Msole

37 Evoluzione stellare: dove nascono le stelle Nebulosa di Orione, regione di formazione stellare (HST)

38 Evoluzione stellare di una stella tipo Sole: Nebulosa Planetaria Eskimo (HST)

39 Morte di una stella tipo Sole (M < 6 Msole) Nana bianca di carbonio M = 1 Msole R = km Un gigantesco diamante!

40 Morte di una stella di grande massa La Nebulosa del Granchio nella costellazione del Toro Resto dell esplosione di una Supernova di tipo II (evento osservato dagli astronomi cinesi ed arabi nel 1054 d.c.) Immagine VLT (ESO)

41 Stelle di Neutroni: un nucleo atomico gigantesco Stato finale di una stella di grande massa, M > 8 Msole M > 1,4 Msole R = 10 km

42 Calamite cosmiche: Campi magnetici delle Stelle di Neutroni Pulsars Stelle di neutroni magnetiche velocemente ruotanti Prot = 1 ms - 10 s

43 Pulsar: emissione collimata ed Stelle di Neutroni ruotanti con intensi campi magnetici di dipolo Fascio di luce in rotazione = effetto faro (pulsazioni) Suono da una pulsar al millisecondo (periodo di rotazione 1.67 msec; in 1 s la pulsar gira circa 600 volte su se stessa) effetto faro

44 La Nebulosa del Granchio illuminata dalla pulsar centrale Un viaggio immaginario al centro della Nebulosa

45 La pulsar nella Nebulosa del Granchio Modello di emissione di una stella di neutroni che ruota a 30 giri al secondo

46 La zona centrale della Nebulosa del Granchio: Confronto tra dati nella banda X (telescopio orbitale Chandra) e modello

47 Buco Nero (stadio finale di una stella di M > 15 Msole): un oggetto squisitamente relativistico Distorsione dello Spazio- Tempo vicino ad un Buco Nero M = 3 Msun R = 10 km Nulla, nemmeno la luce, può sfuggire alla attrazione gravitazionale di questo oggetto

48 Come si osserva un buco Nero? Un Buco Nero che inghiotte materia da una stella compagna Formazione di un Disco di Accrescimento attorno al Buco Nero, e di un jet relativistico. La materia viene inghiottita dal Buco Nero, spiraleggia e si riscalda a causa della sua viscosità durante la caduta, ed emette luce dalla banda dall InfraRosso ai raggi X

49 Modello di disco di accrescimento intorno al buco nero Cygnus X-1: Effetti di aberrazione relativistica

50 Distorsione dello Spazio-Tempo in prossimità di un Buco Nero La luce emessa dal disco dietro il Buco Nero è piegata dalla gravità e risulta visibile da davanti

51 Una Stella di Neutroni viene mangiata da un Buco Nero La Stella di Neutroni è spappolata dalle forze di marea generate dalla enorme gravità in prossimità del Buco Nero. Origine dei GRB, le esplosioni più potenti dell Universo

52 Binaria X di grande massa Sistema Binario formato da una Stella di Neutroni + una stella di M > 10 Msole Il forte campo magnetico dipolare della Stella di Neutroni (1000 miliardi di Gauss) incanala la materia che precipita verso i poli magnetici della Stella di Neutroni in rotazione. Pulsazioni dei raggi X emessi a causa dell effetto faro

53 Binarie X di Piccola Massa Sistema Binario formato da una Stella di Neutroni + una stella di M < 1 Msole Il basso campo magnetico dipolare della Stella di Neutroni (100 milioni di Gauss) non riesce ad incanalare la materia che precipita verso la Stella di Neutroni in rotazione. Assenza di pulsazioni

54 Binarie X di Piccola Massa Sistema Binario formato da una Stella di Neutroni + Stella tipo Sole Meccanismo di Riciclaggio della Stella di Neutroni che accelera la sua rotazione a causa dell accrescimento della materia della stella compagna fino a 500/1000 giri al secondo

55 Formazione di una Doppia Pulsar La stella più massiva esplode per prima come SuperNova formando una stella di Neutroni che viene accelerata fino a centinaia di giri al secondo dalla materia della stella compagna, che, spiralegiando, cade su di essa ( Riciclaggio )

56 Il sistema binario PSR J0737- La prima (e unica a tutt oggi) doppia pulsar scoperta nel 2003 da astronomi italiani con il Radio Telescopio di Parkes (Australia): il laboratorio ideale per la verifica della Relatività Generale di Einstein 3039A/B Pulsar A: 1 giro in 23 ms Pulsar B: 1 giro in 2.7 s Periodo orbitale: 2.4 ore

57 That s all folks! Grazie dell attenzione