Astronomia 1Astronomia 1

Sfera celesteSfera celeste Coordinate equatoriali o Coordinate equatoriali o

assoluteassolute Valgono per qualsiasi Valgono per qualsiasi

osservatore (sistema assoluto)osservatore (sistema assoluto) Polo nord, polo sud ed equatore Polo nord, polo sud ed equatore

celesticelesti

Dove sono i corpi celesti?

Meridiano celeste fondamentaleMeridiano celeste fondamentale

passante per i punti passante per i punti

equinoziali (21.3 equinoziali (21.3 γγ, 23.9 , 23.9

ωω))

γ e ω: intersezione fra γ e ω: intersezione fra equatore celeste ed equatore celeste ed eclitticaeclittica

Posizione assoluta di un corpo Posizione assoluta di un corpo celesteceleste

DeclinazioneDeclinazione: distanza : distanza angolare dall’equatore angolare dall’equatore celeste (latitudine)celeste (latitudine)

Ascensione rettaAscensione retta distanza distanza angolare dal meridiano angolare dal meridiano celeste fondamentale in celeste fondamentale in senso antiorario(longitudine)senso antiorario(longitudine)

Coordinate relativeCoordinate relative

Per l’osservatore: Per l’osservatore: ZenitZenit

orizzonte astronomicoorizzonte astronomico (piano dell’orizzonte (piano dell’orizzonte apparente passante per il centro della Terra)apparente passante per il centro della Terra)

Posizione di un corpo celeste: Posizione di un corpo celeste: coordinate altazimutalicoordinate altazimutali

Meridiano locale: Meridiano locale: passa passa per zenit e polo nord per zenit e polo nord celesteceleste

AltezzaAltezza: : distanza angolare distanza angolare dall’orizzonte (latitudine)dall’orizzonte (latitudine)

AzimutAzimut: distanza : distanza angolare dal sud in angolare dal sud in senso orario (!) senso orario (!) longitudinelongitudine

Lo spazio è affollato?Lo spazio è affollato?

DistanzeDistanze– Unità astronomica: 150 milioni kmUnità astronomica: 150 milioni km– anno luce: circa 10anno luce: circa 1044 miliardi di km (v. l. 3 10 miliardi di km (v. l. 3 105 5

km / s)km / s)– parsec parsec

                        

parallasseparallasse

Parallasse Parallasse annuaannua: metà dello : metà dello spostamento angolare apparente di spostamento angolare apparente di una stella nell’arco di 6 mesi rispetto una stella nell’arco di 6 mesi rispetto alle stelle più lontanealle stelle più lontane

Il ParsecIl Parsec

se l’angolo di parallasse vale se l’angolo di parallasse vale 1 secondo (1")1 secondo (1") la distanza dell'oggetto vale la distanza dell'oggetto vale 1 parsec (pc)1 parsec (pc) = 3.26 a.l.= 3.26 a.l.

D(parsec) = 1/ p(parallasse in secondi)D(parsec) = 1/ p(parallasse in secondi) più un oggetto è lontano minore è l’angolo di parallassepiù un oggetto è lontano minore è l’angolo di parallasse metodo preciso fino a 100 parsec (1/100 di secondo di grado)metodo preciso fino a 100 parsec (1/100 di secondo di grado)

Quali strumenti si usano?Quali strumenti si usano? I corpi celesti inviano tutti i tipi di radiazioneI corpi celesti inviano tutti i tipi di radiazione l’atmosfera le scherma tutte tranne; luce (UV l’atmosfera le scherma tutte tranne; luce (UV

vicino), IR, ORvicino), IR, OR luce e IR (300-800 nm): telescopi (Keck sul luce e IR (300-800 nm): telescopi (Keck sul

Mauna Kea, very large telescope VLT, Cile)Mauna Kea, very large telescope VLT, Cile) OR: radiotelescopi, antenne paraboliche. In OR: radiotelescopi, antenne paraboliche. In

serie: radiointerferometri (Socorro, New serie: radiointerferometri (Socorro, New Mexico, Medicina IT), corpi celesti privi di Mexico, Medicina IT), corpi celesti privi di luce o troppo lontani luce o troppo lontani

telescopitelescopi Sistema per concentrare la luce Sistema per concentrare la luce

in un punto: fuocoin un punto: fuoco Uno specchio concavo Uno specchio concavo

concentra le radiazioniconcentra le radiazioni Potere di risoluzionePotere di risoluzione: distanza : distanza

minima fra due punti visti minima fra due punti visti come distinti, come distinti, aumentaaumenta all’aumentare delle dimensioni all’aumentare delle dimensioni dello specchio, dello specchio, diminuiscediminuisce all’aumentare di all’aumentare di λλ

IngrandimentoIngrandimento: : aumentaaumenta all’aumentare della distanza all’aumentare della distanza focale (fuoco-specchio)focale (fuoco-specchio)

Telescopi orbitanti: Hubble NASA 1990 specchio 2,4 m Telescopi orbitanti: Hubble NASA 1990 specchio 2,4 m prestazioni 4 volte migliori vs telescopi terrestriprestazioni 4 volte migliori vs telescopi terrestri

costellazionicostellazioni,, stelle raggruppate alle quali sono stati attribuiti nomi stelle raggruppate alle quali sono stati attribuiti nomi

di animali, di oggetti e di figure mitologichedi animali, di oggetti e di figure mitologiche è un raggruppamento di stelle vicine le une alle altre è un raggruppamento di stelle vicine le une alle altre

solo per ragioni prospettiche e non prodotto da una solo per ragioni prospettiche e non prodotto da una reale prossimità fisica. reale prossimità fisica.

oggi individuano in maniera univoca un settore ben oggi individuano in maniera univoca un settore ben determinato della sfera celeste. determinato della sfera celeste.

Che cosa troviamo nello spazio?Che cosa troviamo nello spazio? GalassieGalassie NebuloseNebulose Mezzo interstellareMezzo interstellare

      

Il Mezzo interstellare 99% gasIl Mezzo interstellare 99% gas idrogenoidrogeno (73% in massa), (73% in massa), elioelio (25% in massa) e da minime (25% in massa) e da minime

percentuali di altri elementi (percentuali di altri elementi (ammoniaca, formaldeide,ossido di ammoniaca, formaldeide,ossido di carbonio, altre sostanze organiche!)carbonio, altre sostanze organiche!)

bassa densità e pressione bassa densità e pressione in forma atomica (neutra o ionizzata) o molecolare. in forma atomica (neutra o ionizzata) o molecolare. l’l’idrogeno idrogeno

-   atomico (più frequente)-   atomico (più frequente)

-  -   ionizzato ionizzato

-    molecolare (difficile da osservare) -    molecolare (difficile da osservare)

Come si distinguono i diversi tipi Come si distinguono i diversi tipi di idrogeno? di idrogeno?

SPETTRI DI EMISSIONESPETTRI DI EMISSIONE

un corpo solido scaldato diventa prima un corpo solido scaldato diventa prima rosso e poi sempre più chiaro fino a rosso e poi sempre più chiaro fino a divenire biancodivenire bianco

un corpo nero emette uno un corpo nero emette uno spettro continuo spettro continuo di emissionedi emissione

la luce che proviene da un gas rarefatto ad la luce che proviene da un gas rarefatto ad alta temperatura dà uno spettro di emissione alta temperatura dà uno spettro di emissione a righea righe

il tipo di righe emesse è specifico e il tipo di righe emesse è specifico e caratteristico per ciascun elemento o caratteristico per ciascun elemento o composto. composto.

analizzando le righe spettrali è possibile analizzando le righe spettrali è possibile eseguire una vera e propria analisi chimica eseguire una vera e propria analisi chimica a distanzaa distanza

spettri di emissionespettri di emissione

  atomico (atomico (idrogeno neutroidrogeno neutro o Regioni H I) emette una riga o Regioni H I) emette una riga di 21 cm (onde radio) più frequentedi 21 cm (onde radio) più frequente

ionizzato (ionizzato (Regioni H IIRegioni H II) riga H) riga H nel rosso (immagine) nel rosso (immagine)   molecolare difficile da osservare molecolare difficile da osservare

Il Mezzo interstellare: Il Mezzo interstellare: polveripolveri

  La polvere è formata da particelle solide di La polvere è formata da particelle solide di minuscole dimensioni (0,1minuscole dimensioni (0,1 - 1 - 1 ),(),( ghiacci). ghiacci).

L’effetto principale della polvere è quello di L’effetto principale della polvere è quello di assorbire e di assorbire e di diffondere (scatteringdiffondere (scattering) la luce. ) la luce.

diminuzione della luminosità delle stelle.diminuzione della luminosità delle stelle.

nebulosenebulose

50% del mezzo interstellare si concentra in nubi 50% del mezzo interstellare si concentra in nubi gravitazionalmente legategravitazionalmente legate

luoghi ideali per la formazione di nuove stelle. luoghi ideali per la formazione di nuove stelle. la materia nebulare può interagire in modo la materia nebulare può interagire in modo

diverso con la radiazione proveniente dalle stellediverso con la radiazione proveniente dalle stelle le nebulose ci appaiono come macchie di luce le nebulose ci appaiono come macchie di luce

diffusa, tre tipi fondamentali di nebulosediffusa, tre tipi fondamentali di nebulose– OscureOscure– In emissioneIn emissione– In riflessioneIn riflessione

Nebulose oscureNebulose oscure

si manifestano come macchie scure sul si manifestano come macchie scure sul fondo stellato. Presentano dimensioni di fondo stellato. Presentano dimensioni di pochi parsec (5-10 pc)pochi parsec (5-10 pc)

Testa di cavalloTesta di cavallo

Nebulose in emissioneNebulose in emissione Sono regioni Sono regioni

contenenti stelle contenenti stelle giovani e massiccegiovani e massicce

Emissione di luce Emissione di luce rossastra (Neb. Di rossastra (Neb. Di Orione) derivante Orione) derivante dall’idrogeno dall’idrogeno ionizzato (regioni H ionizzato (regioni H II) II)

nebulose in riflessionenebulose in riflessione

Se le stelle nella nebulosa sono più freddeSe le stelle nella nebulosa sono più fredde il gas e le polveri diffondono e riflettono la il gas e le polveri diffondono e riflettono la

radiazione emessa (colori bluastri)radiazione emessa (colori bluastri) No idrogeno ionizzato No idrogeno ionizzato

Altre nebuloseAltre nebulose Nebulosa planetariaNebulosa planetaria: fase terminale della vita : fase terminale della vita

di una stella simile al Soledi una stella simile al Sole Una stella Una stella nana biancanana bianca al centro al centro guscio di gas e polveri (espulse dalla stella) guscio di gas e polveri (espulse dalla stella)

a circa 1 anno luce dal centro..a circa 1 anno luce dal centro..

Nebulosa da supernovaNebulosa da supernova

La fase terminale della vita di una stella massiccia è una La fase terminale della vita di una stella massiccia è una esplosione (supernova)esplosione (supernova)

Il residuo forma una Il residuo forma una nebulosanebulosa Particolarmente studiata la nebulosa del Granchio (Crab Nebula),

prodotta da una supernova osservata nel 1054 ed ancor oggi perfettamente visibile

GalassieGalassie stelle e nebulose sono raggruppati dalla forza di stelle e nebulose sono raggruppati dalla forza di

gravità in una galassiagravità in una galassia In base alla loro forma: In base alla loro forma: spiralispirali, , ellitticheellittiche ed ed irregolariirregolari. . se le spire non partono dal nucleo galattico sono dette se le spire non partono dal nucleo galattico sono dette

spirali barratespirali barrate..

  

La via LatteaLa via Lattea

  galassia a spirale (barrata?) galassia a spirale (barrata?) il il solesole si trova a circa 3/5 del raggio sul braccio di Orionesi trova a circa 3/5 del raggio sul braccio di Orione forma di un disco del diametro di circa 100.000 anni luce.forma di un disco del diametro di circa 100.000 anni luce. spessore del disco 1500 anni luce, in prossimità del centro un spessore del disco 1500 anni luce, in prossimità del centro un

rigonfiamento detto rigonfiamento detto nucleo galatticonucleo galattico (spessore circa 15.000 anni luce). (spessore circa 15.000 anni luce). Le spire ruotanoLe spire ruotano sul piano galattico sul piano galattico circa 100 miliardi di stelle, circa 100 miliardi di stelle, intorno alla galassia un enorme alone di intorno alla galassia un enorme alone di materia oscuramateria oscura (non luminosa) (non luminosa)

che manifesta i suoi che manifesta i suoi effetti gravitazionalieffetti gravitazionali modificando il comportamento modificando il comportamento della rotazione galattica.della rotazione galattica.

galassia ellitticagalassia ellittica: : contengono contengono prevalentemente prevalentemente stelle di stelle di popolazione IIpopolazione II antiche, oltre 10 antiche, oltre 10 miliardi di anni , solo idrogeno ed eliomiliardi di anni , solo idrogeno ed elio

  galassie a spirale: galassie a spirale: contengono contengono prevalentementeprevalentemente stelle di stelle di popolazione Ipopolazione I (come il sole) , più (come il sole) , più recenti, contengono quantità più o recenti, contengono quantità più o meno apprezzabili di tutti gli altri meno apprezzabili di tutti gli altri elementi chimici elementi chimici

galassie irregolarigalassie irregolari: prive di simmetria : prive di simmetria (nubi di Magellano)(nubi di Magellano)

Perché le galassie hanno forme diverse?Perché le galassie hanno forme diverse?

Ipotesi: Ipotesi:

le galassie si sarebbero formate dalla le galassie si sarebbero formate dalla condensazione di gas in rotazione e in contrazione condensazione di gas in rotazione e in contrazione gravitazionale, la struttura della galassia dipende gravitazionale, la struttura della galassia dipende dalle dalle condizioni in cui si sono formatecondizioni in cui si sono formate – contrazione lenta: contrazione lenta: galassia ellitticagalassia ellittica..

– contrazione piu’ rapida, materiale arricchito dalle contrazione piu’ rapida, materiale arricchito dalle esplosioni di supernovae: esplosioni di supernovae: galassie a spirale.galassie a spirale.

Distribuzione delle galassieDistribuzione delle galassie

Alcune galassie hanno un legame gravitazionaleAlcune galassie hanno un legame gravitazionale ammassi di galassieammassi di galassie (anni Trenta Chioma di (anni Trenta Chioma di

Berenice). Berenice). Gli ammassi formati solo da qualche decina di Gli ammassi formati solo da qualche decina di

galassie sono detti ggalassie sono detti gruppiruppi.. Via Lattea + una ventina di piccole galassie che Via Lattea + una ventina di piccole galassie che

che ruotano intorno ad un baricentro comune.che ruotano intorno ad un baricentro comune.– Gruppo LocaleGruppo Locale. (es Andromeda, 2 Nubi di Magellano). (es Andromeda, 2 Nubi di Magellano)

Gli ammassi si possono aggregare in Gli ammassi si possono aggregare in superammassi.superammassi.