astronomia aula extragalactica 2013-2

27
8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2 http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 1/27 ASTRONOMIA EXTRAGALÁCTICA Sérgio Mittmann dos Santos Astronomia Licenciatura em Ciências da Natureza IFRS Câmpus Porto Alegre 2013/2

Upload: anderson-miguel-zeghaib

Post on 06-Jul-2018

226 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 1/27

ASTRONOMIA EXTRAGALÁCTICA

Sérgio Mittmann dos Santos

AstronomiaLicenciatura em Ciências da Natureza

IFRS −−−− Câmpus Porto Alegre2013/2

Page 2: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 2/27

Astronomia extragalácticaM31+M110 (satélite)+LuaAté a década de 1920 Conheciam-se corpos extensos e

difusos, denominados NEBULOSAS A maioria eram (1) nuvens de gás

iluminadas por estrelas dentro delas,(2) cascas de gás ejetadas porestrelas em estágio final de evoluçãoestelar e (3) aglomerados de estrelasda Via Láctea

Não havia consenso sobre o queeram as NEBULOSAS ESPIRAIS

1923 Edwin Powell Hubble (1889-1953)

proporcionou a evidência definitivapara considerar as NEBULOSAS

ESPIRAIS como galáxias Identificou uma variável cefeida nagaláxia de Andrômeda, M31 (Messier31 – séc. 18: Charles Messier)

Luminosidade ∝∝∝∝ Período ∝∝∝∝

Magnitude absoluta ∝∝∝∝ Distância ≈≈≈≈ 2,2

milhões de anos-luz á 100 mil anos-luz

Page 3: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 3/27

Classificação morfológica

Esquema de Hubble

ESPIRAIS (1) NORMAIS e (2) BARRADAS Assimetria nadistribuição da matéria escura com maior condensação (3) ELÍPTICAS Simetria na distribuição da matéria escura

com maior condensação (4) IRREGULARES Não têm forma definida

Page 4: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 4/27

Classificação morfológica

Page 5: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 5/27

Galáxias espirais (S)

Estrutura espiral Possuem núcleo, disco, halo, braços espirais

a núcleo maior, braços pequenos e bem enrolados

b núcleo e braços intermediários

c núcleo menor, braços grandes e mais abertos

LenticularesS0 Têmnúcleo, discoe halo, masnão têm

traços deestruturaespiral.Ex.: M86

Page 6: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 6/27

Galáxias espirais barradas (SB)

Estrutura em forma de barra atravessando o núcleo Braços partem das extremidades da barra

M83 NGC1365 (New General Catalogue: John Dreyer, séc. 19)

Page 7: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 7/27

Galáxias espirais

Nos braços, estão presentes (1) nebulosas gasosas,(2) poeira, (3) estrelas jovens (incluindo as super-gigantes luminosas) e (4) aglomerados estelares

No halo, estão presentes aglomerados globulares

Têm diâmetros de 20 mil anos-luz até mais de 100mil anos-luz

Suas massas variam de 10 bilhões a 10 trilhões de

vezes a massa do Sol

Page 8: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 8/27

Galáxias elípticas (E)

Forma esférica ou elipsoidal Não têm estrutura espiral Têm pouco gás, pouca poeira e poucas estrelas jovens Parecem-se com o núcleo e halo das galáxias espirais E0 a E7 En , onde n =10(a -b )/a , sendo a o semi-eixo maior e b o semi-

eixo menor Maiores Diâmetros de milhões de anos-luz Menores Diâmetros de poucos milhares de anos-luz Têm massas de até 10 trilhões de massas solares

M87

Page 9: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 9/27

Galáxias irregulares (I)

Não têm simetria circular ou rotacional

Estrutura caótica ou irregular Estrelas das populações I e IIGrande Nuvem de Magalhães Supernova 1987A

Massa ≈≈≈≈ 6·109 massas solares Distância ≈≈≈≈ 176 mil anos-luzPequena Nuvem de Magalhães Massa Ü Massa da Grande Nuvem

Distância ≈≈≈≈ 210 mil anos-luz Resultado de uma colisão com a Grande Nuvem há 200 milhões de

anos

Page 10: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 10/27

Nuvens de Magalhães

Page 11: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 11/27

Principais características dos

diferentes tipos de galáxiasPropriedade Espirais Elípticas Irregulares

Massa ( ) a a a

Diâmetro ( parsecs) 5 - 30  1 - 1000  1 - 10

Luminosidade ( ) 10

8 a 10

11  10

6 a 10

12  10

7 a 2 × 10

População estelar  Velha e jovem Velha Velha e jovem

Tipo espectral A a K G a K A a F

Gás  Bastante  Muito pouco  Bastante 

Poeira  Bastante  Muito pouca  Varia 

Cor Azulada no disco  Amarelada Azulada

Amarelada no bojo

Estrelas mais velhas anos  anos  anos 

Estrelas mais jovens  Recentesanos 

Recentes 

Page 12: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 12/27

Formação e evolução das galáxias

Todas as galáxias começaram a se formaraproximadamente na mesma época

Nas espirais e nas irregulares, sobrou gás paracontinuar o processo de formação estelar

Page 13: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 13/27

Grupo LocalAglomerado pequeno Cerca de 50 galáxias

Volume 3 milhões de anos-luz na sua dimensão maiorContém pelo menos 3 galáxias espirais, 2 elípticas, 15 irregulares de diferentes

tamanhos e 17 anãs elípticasMaioria das galáxias orbita a Via Láctea ou Andrômeda, dando uma aparência binária

ao Grupo LocalVia Láctea e Andrômeda (M31) são os membros mais massivosM33 Terceira galáxia mais luminosa EspiralM32 Elíptica Satélite de M31M110 (NGC 205) ElípticaVárias irregulares e anãsNuvens de Magalhães

Satélites da Via Láctea2003 Descoberta a galáxia mais próxima da Via Láctea, uma anã (menos de 1% o

número de estrelas da Via Láctea), a 25 mil anos-luz, na direção da constelaçãodo Cão Maior/do centro galáctico

2012 Satélite Balbinot 1 Aglomerado de 200-300 estrelas com massas de nível médio,

situado no halo da Via Láctea, distante 108.000 anos-luz do Sistema Solar

Page 14: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 14/27

Grupo Local

Page 15: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 15/27

Outros aglomerados de galáxias: HYDRA

Page 16: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 16/27

Outros aglomerados de galáxias: ABELL 2218

Page 17: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 17/27

Outros aglomerados de galáxias: FORNAX

Centro Elíptica E1 NGC 1399 Abaixo Elíptica E1 NGC 1404 Esquerda Irregular NGC 1427

Page 18: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 18/27

Outros aglomerados de galáxias: COMA

Cobre 20 milhões de anos-luz

Contém milhares de galáxias

Page 19: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 19/27

Outros aglomerados de galáxias: VIRGEM Contém mais de 2500 galáxias Cobre 20 milhões de anos-luz Acima do centro Elíptica M84 Direita Elíptica M86 Tão massivo e tão próximo que

influencia gravitacionalmente oGrupo Local, fazendo com queo mesmo mova-se na suadireção

A galáxia elíptica gigante M87contém um buraco negro emseu centro, com massa de1,3·109·MSol

Page 20: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 20/27

Superaglomerados

Supercúmulo Local Grupo Local + Cúmulo de Virgem Diâmetro Aproximadamente 100 milhões de anos-luz Massa Cerca de 1015 massas solares

Page 21: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 21/27

Estrutura em Grande Escala

As galáxias não estão distribuídas uniformemente, masformam filamentos no espaço

Entre os filamentos, estão regiões sem galáxias, como aestrutura de uma esponja

Grande Parede Great Wall Concentração de galáxias com

cerca de 500 milhões de anos-luz de comprimento,200 milhões de anos-luz de altura, mas somente15 milhões de anos-luz de espessura

Distância 250 milhões de anos-luz Massa 2·1016·MSol

Page 22: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 22/27

Estrutura em Grande Escala

9325 galáxias

Page 23: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 23/27

Estrutura em Grande Escala

100 milgaláxias

Page 24: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 24/27

Colisões entre galáxias

Galáxia do girino

Galáxias em aglomeradosestão relativamente próximas

umas das outras Separações entre elas não sãograndes, comparadas comseus tamanhos

Espaçamento entre as galáxias

é da ordem de apenas 100vezes o seu tamanho,enquanto a distância médiaentre as estrelas é da ordem de1 parsec = 22 milhões dediâmetros solares

Galáxias estão em frequentesinterações umas com as outras

Page 25: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 25/27

Colisões entre galáxias

NGC 4038/9

Interação de maré entre 2galáxias atrai matéria de umaem direção à outra

Pontes de matéria se formamentre as galáxias interagentes,

mas também se formamcaudas de matéria, que saemde cada galáxia na direçãooposta à outra

Devido à rotação das galáxias,as caudas e as pontes podemassumir formas esquisitas

Page 26: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 26/27

Fusão de galáxiasX

Canibalismo galáctico

Fusão de galáxias Interação entre galáxias de tamanhos semelhantes Canibalismo galáctico Quando uma galáxia muito grande interage com

outra muito menor, as forças de maré da galáxia maior podem ser tãofortes a ponto de destruir a estrutura da galáxia menor, cujos pedaçosserão então incorporados pela maior

Muitas galáxias com aparências estranhas, que não se enquadram emnenhuma das categorias de Hubble, mostram evidências de interações

recentes Simulações por computador mostram que sua forma pode ser

reproduzida por interação de maréResultados recentes de simulações em computador Possibilidade de que colisões possam transformar galáxias espirais

em elípticas Interação pode retirar gás, estrelas e poeira das duas galáxias,

transformando-as em uma elíptica Colisão pode também direcionar grande quantidade de gás ao centro

da elíptica resultante, propiciando a criação de um buraco negro

Page 27: Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

8/17/2019 Astronomia Aula Extragalactica 2013-2

http://slidepdf.com/reader/full/astronomia-aula-extragalactica-2013-2 27/27

Referência

K. S. Oliveira Fo. e M. F. O. Saraiva. Astronomia e

astrofísica , 2a. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2004