INAFDipartimento di Astronomia di Padova

Relatore: Dott. Mauro D’OnofrioRelatore: Dott. Mauro D’Onofrio

MORFOLOGIA E CINEMATICA DELLE GALASSIE

Liceo Morin 27 Novembre 2002

““Le galassie sono come gli uomini.Le galassie sono come gli uomini.Più ne conosci, più ciascuna ti sembraPiù ne conosci, più ciascuna ti sembraunica.” unica.”

S. van den Berg - XX sec.S. van den Berg - XX sec.

SommarioSommario

•Cos’è una Cos’è una

galassia?galassia?

•La classificazione La classificazione delle galassie delle galassie

•Le galassie e il Le galassie e il loro loro

ambienteambiente

•L’interazione traL’interazione tragalassiegalassie

•La cinematicaLa cinematicadelle galassiedelle galassie

Ammasso ACO 3627 (ESO)

OggettoDistanza dal Sole (Km)

Distanza dal Sole in scala

(m)

Terra 149570000 10.745

Plutone 5913000000 424.815

Alfa Cen. 4.03964E+13 2902.2

Centro Gal. 2.62151E+17 18834039.8

Andromeda 1.890848E+19 1.35846E+12

Se il nostro Sole avesse le dimensioni di un’arancia (10 cm)

Una galassia è un agglomerato di stelle, gas e polveri.

Essa può contenere fino a 100-1000 miliardi di stelle come il nostro Sole.

Il diametro della nostra galassia è di circa 100000 anni luce.

1926.1926. HubbleHubble propone propone la classificazione delle la classificazione delle galassie attualmente in galassie attualmente in uso.uso.

Schema di classificazione classico di HubbleSchema di classificazione classico di Hubble

Edwin Powel HubbleEdwin Powel Hubble

100 pollici a Mount Wilson100 pollici a Mount Wilson

ESO 60-24ESO 60-24

ESO 510 G13ESO 510 G13 (HST)

(ESO)

Ecco alcuni esempi della varietà di morfologie osservate tra le galassie

M 83

NGC 1300

Alcune delle spirali

più famose

M 51

Le “Antenne”Le “Antenne”

(HST)

NGC 5128

Andromeda (M31)

Andromeda, NGC 205, M32

L’ambiente intorno a noi

Strutture nelle vicinanze del Gruppo Locale Strutture nelle vicinanze del Gruppo Locale e dell’ammasso della Verginee dell’ammasso della Vergine

Antenne

Centauro A

M81

Arp 317

M51

Il gruppo compattoHCG 87

I gruppi compattiI gruppi compatti

Arp 319 (Quintetto di Stephan)

(HST)

(5m Palomar)

Gli ammassi di galassie

Ammasso CL 0939 + 4713Ammasso CL 0939 + 4713

Abell 2218Abell 2218

Simulazione della struttura dell’Universo su larga scala.

Alcune spirali interagenti

Gli effetti delle interazioni tra galassieGli effetti delle interazioni tra galassie

Cosa succede durante Cosa succede durante un’interazione tra galassie?un’interazione tra galassie?

(HST)

(ESO) NGC 6872 / IC 4970NGC 6872 / IC 4970

NGC 6745

UGC 10214

Alcune galassie mostrano segni di una Alcune galassie mostrano segni di una interazione in atto (asimmetrie, interazione in atto (asimmetrie, distorsioni, anelli irregolari, code, ponti distorsioni, anelli irregolari, code, ponti di materia…)di materia…)

I topi

(HST)

AM 1316-241

AM 0500-620

Si vedono vere e proprie “pipeline” di materia Si vedono vere e proprie “pipeline” di materia composta sia di stelle che di mezzocomposta sia di stelle che di mezzointerstellare (gas, polveri…) interstellare (gas, polveri…)

(ESO) (ESO)

NGC 1409/1410

(HST)

Simulazione idrodinamica di incontro tra due galassie a spirale

Ottico Radio (HI)

Il gas svolge nelle interazioni un ruolo chiave Il gas svolge nelle interazioni un ruolo chiave (si comporta (si comporta dinamicamente in modo diverso dalle stelle) dinamicamente in modo diverso dalle stelle) eded è una riserva è una riserva che può dar luogo a formazione stellare e/o attivare altri fenomeni…che può dar luogo a formazione stellare e/o attivare altri fenomeni…

Simulazione

Gruppo di M81 (M82 NGC 3077)

NGC 5128 (Cen A) residuo di una fusione tra galassie

Charmandaris et al 2000

Le interazioni possono favorire Le interazioni possono favorire l’accrescimento di materia nel l’accrescimento di materia nel centro delle galassie dando centro delle galassie dando luogo a quelle che vengono chiamate luogo a quelle che vengono chiamate ““galassie attivegalassie attive”, parenti stretti ”, parenti stretti dei dei QuasarQuasar che osserviamo a grandi che osserviamo a grandi distanze, vicino all’epoca della distanze, vicino all’epoca della formazione delle galassie.formazione delle galassie.

(Chandra)

Simulazione dell’incontro fra due galassie: sviluppo di strutture marealiSimulazione dell’incontro fra due galassie: sviluppo di strutture mareali

e fusione delle due galassie per formare una galassia ellitticae fusione delle due galassie per formare una galassia ellittica

I I punti rossipunti rossi sono aloni di materia sono aloni di materiaoscura i oscura i punti azzurripunti azzurri la materia la materia visibile (stelle + gas)visibile (stelle + gas)

J. Barnes 1996

(animazione)

Si può tentare qualcosa in più…Si può tentare qualcosa in più…simulazione de “I topi”simulazione de “I topi”

OtticoJ. Barnes 1996

(simulazione) (simulazione)

Altri oggetti con morfologie Altri oggetti con morfologie peculiari (peculiari (senza compagnosenza compagno) ) hanno interagito in passato?hanno interagito in passato?

NGC NGC 46504650

0422-4760422-476 (HST)

Galassa con shell di stelle

Galassa con anello polare

Le galassie “normali” hanno subito interazioni in Le galassie “normali” hanno subito interazioni in passato ?passato ?

Interagivano i progenitori delle galassie ?Interagivano i progenitori delle galassie ?Osservazioni e modelli convergono nell’indicare una forte Osservazioni e modelli convergono nell’indicare una forte

interazioneinterazione

Collage immagini HST a z ~ 0.4 - 0.5Collage immagini HST a z ~ 0.4 - 0.5 Collage immagini HST di ULIRGCollage immagini HST di ULIRGGriffith et al. 1995 (dati HST) Borne et al 2000 (dati HST)

La cinematica delle galassie

Evidenza della possibile esistenza di materia oscura (Dark Matter) nell’Universo.

Le domande ancora senza risposta:Le domande ancora senza risposta:

• • Qual è il significato della classificazione di Hubble?Qual è il significato della classificazione di Hubble?

• • Qual è l’importanza relativa dei fenomeni di fusione Qual è l’importanza relativa dei fenomeni di fusione rispetto al collasso gravitazionale monolitico nell’evoluzione rispetto al collasso gravitazionale monolitico nell’evoluzione delle galassie?delle galassie?

• • Qual è l’importanza dei fenomeni di interazione, di Qual è l’importanza dei fenomeni di interazione, di accrescimento e di fusione nel definire la morfologia delle accrescimento e di fusione nel definire la morfologia delle galassie?galassie?

• • Quando e quanto velocemente si formano le galassie?Quando e quanto velocemente si formano le galassie?

• • Il mix dei tipi morfologici è evoluto durante la storia Il mix dei tipi morfologici è evoluto durante la storia dell’Universo?dell’Universo?

• Esiste la materia oscura?Esiste la materia oscura?