Studio fotometrico delle Galassie Early type dell ammasso della Vergine (Virgo Cluster)

Documenti analoghi
Astronomia Strumenti di analisi

Le distanze in Astronomia

Brugnolaro Valentina - Campagnolo Alberto - Maretti Michela - Zorzo Luca. Liceo scientifico Tito Lucrezio Caro - Cittadella PROGETTO EDUCATIVO:

Le Galassie I mattoni dell Universo

Spettro della galassia di Seyfert NGC 4151

Spettroscopia ottica di sorgenti celesti ignote

Nuclei Galattici Attivi e Buchi Neri. Lezione 15

Cinematica delle galassie DISPERSIONE DELLA VELOCITÀ IN UNA GALASSIA ELLITTICA

LE DISTANZE ASTRONOMICHE

1. La luce delle stelle

Astrofisica Generale Mod.B

Valutazione di rotazione e massa di NGC7331 tramite l'effetto Doppler con aggiunta di deduzioni riguardanti la materia oscura nella galassia

Astronomia Lezione 23/1/2012

Studio della galassia IC0673

4 CORSO DI ASTRONOMIA

Unità 2 - L ambiente celeste

Astrofisica delle Galassie I

LE STELLE. LE DISTANZE ASTRONOMICHE Unità astronomica = distanza media Terra-Sole ( km)

Anno Accademico 2008/2009. Astronomia. Corso di Laurea in Scienze Naturali. Alessandro Marconi

Le Galassie. Lezione 8

Lezione 5. La misura delle distanze in astrofisica

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI CATANIA Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche, Naturali Corso di Laurea Specialistica in Fisica

La Misura del Mondo 6 Le Galassie. Bruno Marano Dipartimento di Astronomia Università di Bologna

Stelle: magnitudini e Diagramma H-R. Olimpiadi di Astronomia edizione 2016

Unità 2 - L ambiente celeste

(In Luce Visibile: nm)

Galassie, Quasar e Buchi neri

I molti volti dell'universo

26 Marzo Laboratorio di astronomia per i Licei - Spettrometria a cura di Paolo Valisa - Angelo Stanzione

Istituto Nazionale di Astrofisica Osservatorio Astronomico di Palermo. Seconda lezione. Antonio Maggio. INAF Osservatorio Astronomico di Palermo

Stelle. - emette un flusso continuo di onde elettromagnetiche, che noi osserviamo in parte sotto forma di luce

CARATTERISTICHE DELLE STELLE

E noto che la luce, o radiazione elettromagnetica, si propaga sottoforma di onde. Un onda è caratterizzata da due parametri legati fra loro: la

Astrofisica Generale Mod.B

RELAZIONE OSSERVAZIONI 18-19/06/2010

mercoledì 13 febbraio 2013 Universo Primitivo Adriano Fontana INAF - Osservatorio Astronomico di Roma Università La Sapienza - Roma

La misura delle distanze stellari

Astronomia Lezione 17/10/2011

OLIMPIADI ITALIANE DI ASTRONOMIA 2017 Finale Nazionale - 5 Aprile Prova Pratica - Categoria Senior

Cosmologia AA 2016/2017 Prof. Alessandro Marconi

Oltre il Sistema Solare

Unità di misura di lunghezza usate in astronomia

Misure su pianeti extrasolari e blazars all'oarpaf. Chiara Righi Università degli studi di Genova 24 Settembre 2015

Unità 2 - L ambiente celeste

Astronomia INTRODUZIONE

ESERCIZI SCIENZE: SISTEMA SOLARE

Astrofisica e cosmologia

Problema 1. Sirio ( 2000 = 6h 45m;

La Via Lattea. Lezione 5

Il nucleo della Via Lattea. Lezione 2

Proprietà delle galassie

La nostra galassia: la Via Lattea. Lezione 13

Sulla Storia dell Astronomia: il Novecento. Gli strumenti, le scoperte, le teorie. GLOSSARIO

OLIMPIADI ITALIANE DI ASTRONOMIA GARA INTERREGIONALE - Categoria Senior. Problemi con soluzioni

Principi di Fotometria e Spettroscopia Parte I Amata Mercurio

INAF - Osservatorio Astronomico di. Capodimonte - Napoli

IDENTIFICAZIONE DI 4 SORGENTI CELESTI IGNOTE. F. Bichicchi, D. Sgubbi, M. Vincenzi

Oggetti del Profondo Cielo per Marzo 2009

IL CIELO COME LABORATORIO

Centro Sperimentale per la Didattica dell'astronomia A.A. 2016/2017. Scuola di Astronomia. Contenuti dei corsi e dei seminari.

Scala delle distanze

OGGETTO DEL MESE. Aldebaran

Si fuit aliquod tempus antequam faceres caelum et terram

BRILLANZA: potenza emessa per unità di angolo solido e unità di superficie della sorgente.

Fondamenti di Astrofisica

1. L ambiente celeste

SCOPERTA DEL RITARDO DEL PRIMO CONTATTO DELL ECLISSE 2009/2010 DI ε AURIGAE. M.M.M. Santangelo 1,2

RICERCA di FABRIZIO PORTA LEGGERE LE STELLE

Sull Espansione dell Universo. Silvano Massaglia Dipartimento di Fisica Università di Torino

5 CORSO DI ASTRONOMIA

Astrofisica e Particelle

AC5 Distanze nella Via Lattea

Sfera Celeste e Coordinate Astronomiche. A. Stabile Dipartimento di Ingegneria Università degli Studi del Sannio Benevento Atripalda, 9 Maggio 2011

Astrofisica Generale Mod.B

Determinazione delle masse di una galassia ellittica e di una galassia a spirale

LA SEQUENZA DI HUBBLE

OLIMPIADI ITALIANE DI ASTRONOMIA 2013 FINALE NAZIONALE Prova Teorica - Categoria Senior

10 7 metri Il nostro pianeta, la Terra, vista da una distanza di chilometri dalla sua superficie.

Docente: Alessandro Melchiorri e.mail: Sito web per le slides: oberon.roma1.infn.it/alessandro/astro2015/

Il modello cosmologico standard e l enigma dell espansione

OLIMPIADI ITALIANE DI ASTRONOMIA 2015 FINALE NAZIONALE 19 Aprile Prova Teorica - Categoria Junior

La classificazione delle stelle

Prefazione Daniele Gasparri, Luglio 2010

OLTRE LA BOTANICA. Numero 4 La sezione aurea in astronomia. = Cerchio Altazimutale di Ramsden, Osservatorio Astronomico "G.S.

Misura delle magnitudini apparenti della galassia M 87 in banda B, V ed R e determinazione della sua massa luminosa.

Unità astronomiche Notazione esponenziale

Olimpiadi Italiane di Astronomia 2011 Finale Nazionale. Prova Teorica - Categoria Junior

Un vicino gruppo di galassie: Leo I

4. Gli oggetti non stellari

Insegnare relatività. nel XXI secolo

INAF - OSSERVATORIO ASTROFISICO DI CATANIA

Occhi di Libbiano su pianeti di stelle lontane.

Acquisizione e rappresentazione di immagini

IL MOTO PROPRIO DELLA STELLA DI BARNARD

AFAM - Remanzacco. Serata osservativa del 19 novembre

Un Universo di Galassie. Lezione 14

Ciao! Ma ricorda la cosa più importante:

Problema 1. Occultazioni Quali pianeti non possono essere occultati dalla Luna piena? Spiegare il motivo e completare la soluzione con un disegno.

Le Nubi di Magellano, illustrate al mio cane

GALASSIE. Sono i "mattoni" che compongono l'universo, il quale ne contiene miliardi.

Transcript:

Studio fotometrico delle Galassie Early type dell ammasso della Vergine (Virgo Cluster) Progetto Educativo Il Cielo come laboratorio a.s. 2003-2004 Scuola Polo Liceo Scientifico E.Curiel Lavoro realizzato da : Barasti Lorenzo, Bauce Matteo, Carraro Valentina, Saadeh Daniela, Saccone Filippo, Simonato Sara ( Liceo S.S. E.Curiel - PD) Balbo Matteo, Montalbano Marco, Valente Matteo (Liceo S.S. A.Cornaro PD) Monetti Stefano (Liceo S.S. G.Galilei - Dolo VE) Con la collaborazione di : Dott. D Onofrio Mauro Dipartiento di Astronomia Università di Padova Prof.ssa Scalabrin Marzia - Referente del progetto Prof.sse Ferracin Emanuela e Zudori Annamaria Liceo S.S. A.Cornaro

Cosa sono gli ammassi di galassie? Sono agglomerati enormi che contano numerose galassie. Si distinguono in base alla loro morfologia in AMMASSI REGOLARI e IRREGOLARI Il grande ammasso più vicino a noi è l ammasso della Vergine circa 2000 galassie

Ammasso Vergine Distanza (Mpc) 18,3 ca Galassie 2500 ca Velocità rad.(km/s) +1.150 ca

Cosa sono le galassie Early Type? Sono galassie aventi forma sferoidale Hanno un caratteristico colore rossastro Poca quantità di gas freddi e polveri Sono prive di strutture evidenti al contrario delle galassie a spirale classificate in base alle dimensioni e la struttura dei cosiddetti bracci di spirale

Come abbiamo proceduto Analisi immagine Raccolta ed elaborazione dati Osservazioni e conclusioni

2) Analisi immagini 3) Raccolta ed elaborazione dati Determinazione delle isofote Estrazione dati isofote Creazione tabelle e grafici

4) Osservazioni e conclusioni Ogni gruppo ha organizzato e interpretato i dati raccolti elaborando nuove informazioni sulle galassie considerate Note sulle approssimazioni Nel raccogliere ed elaborare i dati abbiamo trascurato: 1) Errori nella calibrazione dello strumento 2) Errori nell extrapolazione dei dati 3) Errori dovuti all estinzione atmosferica 4) Errori dovuti all estinzione galattica

1) Errori di calibrazione Ogni strumento esegue rilevamenti secondo una scala propria. Per confrontare i dati si utilizza una scala convenzionale: la scala Johnson. m S =B + a(b-v) + k (m S = magnitudine rilevata, B= mag Johnson, a e k costanti V=mag nel visibile) 2) Errori di estrapolazione Considerando valori di r periferici il rapporto Segnale/Rumore tende a 1, rendendo il disturbo più evidente.

3) Errori di estinzione atmosferica Il fenomeno è determinato dalla presenza di massa d aria (airmass) tra l oggetto e l osservatore telescopi terrestri. airmass= 1/cosz Per correggere il problema: M S = M S +ksecz* *z= angolo compreso tra zenith, osservatore e oggetto, M S =mag corretta, M S = mag rilevata, k costante 4) Estinzione galattica Fenomeno dovuto all assorbimento delle radiazioni da parte delle polveri e dal rumore dei corpi della Via Lattea Il fenomeno è trascurabile in direzione del disco ma consistente verso il bulge

Per affrontare questo lavoro abbiamo approfondito le nostre conoscenze su Rilevatori CCD (Charged Coupled Devices) Parametri misurabili delle Galassie Problema delle distanze in astronomia Morfologia delle galassie

Si usano perciò i CCD, caratterizzati da Grande sensibilità Linearità segnale Immagini digitali E possibile lavorare sulle immagini ottenute Funzionamento dei CCD I CCD convertono i fotoni percepiti da ogni singolo pixel ottenendo su un computer una mappatura digitale della luminosità del campo osservato.

Elaborazione immagini Con alcuni software (es. IRAF) è possibile elaborare i dati ottenuti dalle immagini del CCD.

Le isofote Le isofote sono le linee che congiungono i punti con la stessa brillanza superficiale, rilevata con il CCD.

Utilizzando le isofote si possono creare immagini in falsi colori delle galassie

In alcuni casi per evidenziare strutture particolari è stato compiuto un lavoro di sottrazione tra l immagine originale e un modello creato a partire dalle isofote

Modello ricostruito tramite lo studio delle isofote e della morfologia Immagine originale

Parametri misurabili delle Galassie Si risale alla magnitudine della galassia con la relazione: mag (radius) = µ sky -2.5Log(T flux(radius) /I sky ) (essendo µ sky e I sky la brillanza del cielo e il numero di conteggi CCD dovuti al cielo e T flux(radius) il flusso di apertura) Ottenuto il valore della magnitudine apparente si ricava quello della magnitudine assoluta (come se fosse a d=10 pc) nota la distanza dell oggetto: Mag assoluta Mag apparente Distanza M=m+5-5Logd 5Logd

Con la magnitudine assoluta di una galassia si può stimare quante stelle come il sole contiene. Infatti: Mag assoluta galassia Mag assoluta sole (4,8 mag) M/M S =-2.5Log(L/L S ) Luminosità galassia Luminosità sole da cui L=10^(-0.4(M-M S )) L S, dove 10^(-0.4(M-M S )) è il numero di stelle come il sole (luminosità solari) contenute nella galassia

È utile, di una galassia, conoscere il raggio efficace Raggio dell isofota che contiene metà della luce della galassia. Si osserva una relazione lineare tra le magnitudini delle galassie e il raggio efficace delle stesse.

Problema delle distanze in Astronomia Metodo della Parallasse Oggetti vicini Effetto Doppler Galassie

ANGOLO DI PARALLASSE è l'angolo che si forma tra le due linee di vista di due osservatori che guardano uno stesso oggetto, posti ad una certa distanza tra loro.

Per determinare la posizione di una stella ci si serve della triangolazione partendo da due punti che definiscono una linea di base. Questo procedimento viene chiamato parallasse trigonometrica.

Effetto doppler

Redshift Spostamento dello spettro verso lunghezze d onda maggiori nm

Lo spostamento dello spettro ( λ) verso lunghezze d onda maggiori è proporzionale alla velocità di allontanamento (v) dell oggetto λ = v/c λ Per la legge di Hubble la velocità di allontanamento è in relazione con la distanza dell osservatore (r) v = H r H: costante di Hubble (75 Km/s Mpc)

Parsec (pc) distanza alla quale un unità astronomica (UA) sottende un arco di 1 1 pc = 3,2558 a.l. = 3,0857 10 16 m

Morfologia delle galassie 1939 Hubble presenta uno schema di classificazione morfologica delle galassie Ellittiche, la loro forma è ellissoidale e la loro eccentricità è variabile Lenticolari, si situano tra le ellittiche e quelle a Spirale hanno forma sferoidale con disco normali Spirali barrate Irregolari, non presentano alcune simmetrie Il diagramma di Hubble

ANALISI RISULTATI

GALASSIA NGC 4431

M60 = NGC 4431 Tipo di oggetto Galassia Classe S0 Ammasso Vergine Distanza 18.3 Mpc R.A. 12h 27m 27.3s Dec. 12 17 25 Mag. Misurata 11 mag Mag. NASA 13.72 mag Diametro (arcmin) 1.7 x 1.1 Mag. Assoluta -20.26 mag Velocità radiale 934 Km/s Re 17.3 arcsec N stelle come il sole 1.05 x 10 10

Semiasse Maggiore Ellitticità R 1/4 I NOSTRI DATI NGC 4431 Angolo di posizione Scala Magnitudine Galassia

Profilo di brillanza di NGC4431 Radius (arcsec) 19,8 0 5 10 15 20 25 20 20,2 20,4 20,6 Brillanza 20,8 21 21,2 21,4 21,6 21,8 22

0,55 VARIAZIONE DELL'ELLITTICITA` DI NGC 4431 0,5 ELLITTICITA' DELL'ISOFOTA 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0 5 10 15 20 25 radius [arcsec]

VARIAZIONE DELL'ANGOLO DI POSIZIONE DI NGC 4431 9 8 7 6 PA 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 radius [arcsec]

Curva di crescita di NGC 4431 MAGNITUDINE (mag) 11 11,5 12 12,5 13 13,5 14 14,5 15 15,5 16 RADIUS (arcsec) 0 5 10 15 20 25

Osservazioni Si può notare la presenza di polveri (sottrazione di modelli) L ellitticità e l angolo di posizione presentano consistenti variazioni E` molto simile a una galssia ellittica (anche se è SO) Non è una galassia molto luminosa

Galassia NGC4623 AR 12 h 42 m 10.7 s δ +7 40 37 Velocità radiale 1892 km/s z 0.00631 Diametro (arcmin) 2.2 x 0.7 Classe SBO

MAGNITUDINE APPARENTE MAGNITUDINE NASA MAGNITUDINE ASSOLUTA 14.31 mag 13.24 mag -17.03 mag DISTANZA STELLE COME IL SOLE RAGGIO EFFICACE 18.3 x 10 6 Mpc 5,26 x 10 8 22.14 arcsec

Profilo di brllanza di NGC4623 Radius (arcsec) 14 0 10 20 30 40 50 60 70 15 16 Brillanza 17 18 19 20

Profilo di E llitticità di NGC4623 0,9 0,8 0,7 Ellitticità 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Radius (arcsec)

Variazione dell'angolo di posizione di NGC4623 10 5 0-5 0 10 20 30 40 50 60 70 PA -10-15 -20-25 -30 Radius (arcsec)

Curva di crescita di NGC4623 Radius (arcsec) 6 0 10 20 30 40 50 60 70 8 10 MAG (mag) 12 14 16 18

Ha caratteristiche simili alla NGC4570 Il disco debole, però, poiché presenta uno schiacciamento accentuato, viene generalmente classificata come lenticolare (E7 da alcuni cataloghi) L angolo di posizione è pressochè costante (a eccezione delle isofote più interne) L ellitticità aumenta andando verso l esterno La mappa residua suggerisce la presenza di un disco interno allineato con il corpo centrale della galassia E` presente una sorgente appena più intensa dell ambiente circostante nelle

Galassia NGC 4649 NGC 4647 NGC 4649

M60 = NGC 4649 Tipo di oggetto Galassia Classe E1 ( Galassia ellittica) Ammasso Vergine Distanza 18.3 Mpc R.A. 12h 43.6m (2000.0) Dec. +11 33 (2000.0) Mag. Misurata 8.9 mag Mag. NASA 9.81 mag Diametro (arcmin) Velocità radiale 2.0 x 1.8 1117 Km/s Re Mag. Assoluta 43.1 arcsec N stelle come il sole -22.41 mag 7.67 x 10 10

16 Profilo di brillanza di NGC4649 radius (arcsec) 0 20 40 60 80 100 120 17 BRILLANZA 18 19 20 21 22

PROFILO DI ELLITTICITA' DI NGC 4649 0,3 0,25 ELLITTICITA' 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0 20 40 60 80 100 radius [arcsec]

VARIAZIONE DELL'ANGOLO DI POSIZIONE DI NGC4649 PA [ ] 105 95 85 75 65 55 45 5 25 45 65 85 radius [arcsec]

CURVA DI CRESCITA DI NGC 4649 7 0 20 40 60 80 100 MAGNITUDINE B 8 9 10 11 12 13 14 radius [arcsec]

NGC 4649 (M60) Si tratta di una delle galassie più brillanti del catalogo di Messier. Si presenta con una classica struttura ellittica, con la parte centrale più marcata rispetto alla periferia.

ell'alone di M 60 si trova Ngc4647 che però non è verosimilmente legata all'ellittica in quanto la sua distanza è di 66 milioni di anni luce contro i 53 di M 60. NGC 4649 NGC 4647

Galassia NGC4570 AR (2000) 12 h 36 m 53.4 s δ (2000) +7 14 48 Velocità radiale 1730 km/s z Diametro (arcmin) Classe 0.005771 3.8 x 1.1 SO / E7

MAGNITUDINE APPARENTE MAGNITUDINE NASA MAGNITUDINE ASSOLUTA 14.25 11.84-17.06 DISTANZA STELLE COME IL SOLE RAGGIO EFFICACE 18.3 x 10 6 Mpc 5,6 x 10 8 26.57

21 PROFILO DI BRILLANZA DI NGC4570 Radius (arcsec) 14 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 15 16 Brillanza 17 18 19 20

VARIAZIONE DELL'ELLITTICITA' DI NGC4570 0,07 0,06 0,05 Ellitticità 0,04 0,03 0,02 0,01 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Radius (arcsec)

VA R IA Z IO NE D E LL'A NGO LO D I P O S IZ IO NE D I NGC4570 90 80 70 60 PA ( ) 50 40 30 20 10 0 0 2 4 6 8 10 12 Radius (arcsec)

Curva di crescita di NGC4570 Radius (arcsec) 6 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 7 8 9 MAG (mag) 10 11 12 13 14 15 16

Osservazioni Si può notare la presenza di un disco attorno al bulge distinto dal disco diffuso (galassia lenticolare) Il profilo della luminosità è, però, simile a quello di una galassia ellittica Nelle zone esterne l angolo di posizione è pressoché costante Oltre il bulge è presente una zona di piccole dimensioni di elevata luminosità