Studio delle Studio delle galassie M 82 e galassie M 82 e

ARP63ARP63Martino Fassina(1), Matteo Martino Fassina(1), Matteo Schiavon(1), Fabio Lorenzi(1), Schiavon(1), Fabio Lorenzi(1),

Enrico Chinello(2), Michele Enrico Chinello(2), Michele Tonellato(1)Tonellato(1)

(1)Liceo scientifico E.Curiel – Padova(1)Liceo scientifico E.Curiel – Padova(2)ITIS F.Severi - Padova(2)ITIS F.Severi - Padova

M82M82

M82 è una galassia dalla forma M82 è una galassia dalla forma simile a quella di un sigaro, simile a quella di un sigaro, classificata come Irr-II (che sta per classificata come Irr-II (che sta per galassia irregolare di tipo II - non galassia irregolare di tipo II - non presenta alcuna struttura) detta presenta alcuna struttura) detta starburst per l’alto tasso di starburst per l’alto tasso di formazione stellare, si trova nella formazione stellare, si trova nella costellazione dell’Orsa Maggiore. costellazione dell’Orsa Maggiore.

Ascensione retta: 09h 55m 52.2s;Ascensione retta: 09h 55m 52.2s;

declinazione: +69° 40′ 47″;declinazione: +69° 40′ 47″;

magnitudine: 9.2; magnitudine: 9.2;

Spettro di una parte di M82 dopo essere stato Spettro di una parte di M82 dopo essere stato adeguatamente corretto dagli errori strumentali.adeguatamente corretto dagli errori strumentali.

Lavorando adeguatamente su questo spettro è Lavorando adeguatamente su questo spettro è stato possibile ottenere alcune informazioni stato possibile ottenere alcune informazioni riguardanti questa galassia: come il flusso, la riguardanti questa galassia: come il flusso, la distanza, il redshift e lo star formation rate (SFR).distanza, il redshift e lo star formation rate (SFR).

Redshift e distanzaRedshift e distanza

Innanzi tutto abbiamo ricavato dallo spettro Innanzi tutto abbiamo ricavato dallo spettro il flusso apparente delle righe Hil flusso apparente delle righe H e H e Hdella della galassia per mezzo del quale abbiamo galassia per mezzo del quale abbiamo ottenuto il coefficiente di estinzione stellare ottenuto il coefficiente di estinzione stellare c.c.

Utilizzando c abbiamo ricavato AUtilizzando c abbiamo ricavato A(v)(v) (numero (numero di magnitudini perse per estinzione)di magnitudini perse per estinzione)

Abbiamo quindi calcolato il flusso reale in Abbiamo quindi calcolato il flusso reale in rapporto a quello apparente con la formularapporto a quello apparente con la formula

)(1386,010 vAfI )(1386,010 vAfI

)(1386,010 vAfI

cA v 147,2)(

Ora si può calcolare il redshift Ora si può calcolare il redshift utilizzando la formula utilizzando la formula in cui in cui 00 è la lunghezza d’onda reale eè la lunghezza d’onda reale e è è la lunghezza percepita. Per M82 il la lunghezza percepita. Per M82 il redshift (z) è uguale a 7,62 x 10redshift (z) è uguale a 7,62 x 10-4-4

utilizzando il redshift si può calcolare utilizzando il redshift si può calcolare la distanza della galassia con la la distanza della galassia con la formula formula M82 dista 3,13 M82 dista 3,13 Mpc Mpc dalla Terradalla Terra

Si può calcolare la luminosità (L) della Si può calcolare la luminosità (L) della riga Hriga H : :

0

0H

zcd

HH IdL 24

lo SFR (Star Formation Rate), cioè il lo SFR (Star Formation Rate), cioè il tasso di formazione stellare della tasso di formazione stellare della galassia espresso in masse solari galassia espresso in masse solari all’anno, grazie alla relazione:all’anno, grazie alla relazione:

Lo SFR totale, per M82, è risultato Lo SFR totale, per M82, è risultato particolarmente elevato (154 masse particolarmente elevato (154 masse solari all’anno). E risulta solari all’anno). E risulta decisamente maggiore di quello decisamente maggiore di quello delle galassie comunidelle galassie comuni

HLSFR 42109,7

A partire dalla luminosità (L) della riga A partire dalla luminosità (L) della riga HH abbiamo potuto stimare il numero di abbiamo potuto stimare il numero di fotoni ionizzanti (Q) tramite la relazionefotoni ionizzanti (Q) tramite la relazione

Dividendo Q per il numero di fotoni Dividendo Q per il numero di fotoni ionizzanti emessi da una tipica stella ionizzanti emessi da una tipica stella calda O5 (5 x 10calda O5 (5 x 104949), è stato possibile ), è stato possibile stimare il numero di stelle di questo stimare il numero di stelle di questo tipo nella galassia, ricavando 2,9 x 10tipo nella galassia, ricavando 2,9 x 1055

HLQ 11103,7

Stima delle dimensioniStima delle dimensioni

Utilizzando questa immagine ricavata Utilizzando questa immagine ricavata dal telescopio, abbiamo approssimato la dal telescopio, abbiamo approssimato la galassia a un’ellissi e ne abbiamo galassia a un’ellissi e ne abbiamo potuto stimare le dimensionipotuto stimare le dimensioni

Sapendo che a un pixel Sapendo che a un pixel dell’immagine corrispondono 0,6”, dell’immagine corrispondono 0,6”, abbiamo calcolato le dimensioni abbiamo calcolato le dimensioni degli assi di quest’ellisse in secondi, degli assi di quest’ellisse in secondi, trasformando quindi i risultati trasformando quindi i risultati ottenuti in Kpc usando la relazioneottenuti in Kpc usando la relazione

dove d è la distanza della galassia in dove d è la distanza della galassia in Kpc.Kpc.

206265sec

dKpc

L’asse maggiore dell’ellisse misura L’asse maggiore dell’ellisse misura 9,78 Kpc, l’asse minore 3,48 Kpc.9,78 Kpc, l’asse minore 3,48 Kpc.

È grazie a questi dati che siamo stati È grazie a questi dati che siamo stati in grado di stimare lo SFR e il in grado di stimare lo SFR e il numero di stelle di tipo O5 numero di stelle di tipo O5 nell’intera galassianell’intera galassia

ARP63ARP63

ARP63 è una galassia a spirale di tipo ARP63 è una galassia a spirale di tipo Sc (con bulge poco prominente e Sc (con bulge poco prominente e bracci poco avvolti) che si trova nella bracci poco avvolti) che si trova nella costellazione del Leone. È molto costellazione del Leone. È molto distante dalla Terra e si presenta “di distante dalla Terra e si presenta “di taglio” rispetto al punto di taglio” rispetto al punto di osservazione terrestreosservazione terrestre

Ascensione retta: 09h 39m 16,7s Ascensione retta: 09h 39m 16,7s

declinazione: +32º 18’ 39”declinazione: +32º 18’ 39”

magnitudine: 14,2magnitudine: 14,2

Spettro di ARP63 dopo essere stato Spettro di ARP63 dopo essere stato adeguatamente corretto dagli errori adeguatamente corretto dagli errori strumentali.strumentali.

Da questo è stato possibile ricavare gli Da questo è stato possibile ricavare gli stessi dati ricavati da M82 ed è stato stessi dati ricavati da M82 ed è stato possibile costruire la curva di rotazione e possibile costruire la curva di rotazione e stimare la massa della galassiastimare la massa della galassia

Redshift e distanzaRedshift e distanza

Utilizzando le medesime formule già Utilizzando le medesime formule già illustrate in precedenza, abbiamo illustrate in precedenza, abbiamo trovato il redshift e la distanza di trovato il redshift e la distanza di ARP63ARP63

Redshift (z): 0,022Redshift (z): 0,022

distanza: 92 Mpcdistanza: 92 Mpc

Lo SFR della galassia è risultato Lo SFR della galassia è risultato essere 0,85 masse solari all’anno. Il essere 0,85 masse solari all’anno. Il valore, molto inferiore a quello di valore, molto inferiore a quello di M82, è dovuto al fatto che la M82, è dovuto al fatto che la galassia si presenta “di taglio” e che galassia si presenta “di taglio” e che non si tratta di una starburst.non si tratta di una starburst.

Il numero stimato di stelle O5, Il numero stimato di stelle O5, nell’area esaminata, è risultato nell’area esaminata, è risultato essere pari a circa 1570.essere pari a circa 1570.

Curva di rotazioneCurva di rotazione

A partire dal redshift (z) è stato A partire dal redshift (z) è stato possibile stimare la velocità di possibile stimare la velocità di allontanamento delle varie regioni allontanamento delle varie regioni della galassia, usando la formuladella galassia, usando la formula

Per avere una curva ben definita, si Per avere una curva ben definita, si è scelto di calcolare tale velocità ad è scelto di calcolare tale velocità ad intervalli di tre pixel, corrispondenti intervalli di tre pixel, corrispondenti a 1,8”a 1,8”

zcv

Si è poi trovato che a 1,6” Si è poi trovato che a 1,6” corrispondono 0,8 Kpccorrispondono 0,8 Kpc

Sottraendo alla velocità di ogni Sottraendo alla velocità di ogni regione quella del centro della regione quella del centro della galassia, si è potuto costruire il galassia, si è potuto costruire il grafico di rotazione, con in ascissa la grafico di rotazione, con in ascissa la distanza in Kpc dal centro e in distanza in Kpc dal centro e in ordinata la velocità di rotazioneordinata la velocità di rotazione

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

-10 0 10 Serie1

Infine abbiamo fatto una stima della Infine abbiamo fatto una stima della massa della galassia usando la massa della galassia usando la formulaformula

Assumendo un raggio medio di 5 Kpc Assumendo un raggio medio di 5 Kpc e una velocità media di 100 km/s, e una velocità media di 100 km/s, abbiamo trovato un valore di 2,32 x abbiamo trovato un valore di 2,32 x 10104040 kg, pari a 1,16 x 10 kg, pari a 1,16 x 101010 masse solari masse solari

G

rvM

2