Universidade Federal do ABC Jessica Gonçalves de Sousa Ensino de Astronomia UFABC Aula: Galáxias

Transcrição

1 Universidade Federal do ABC Jessica Gonçalves de Sousa Ensino de Astronomia UFABC Aula: Galáxias

2 Formação das Galáxias A maioria das galáxias se formaram cedo, mas dados do telescópio Galaxy Explorer (Galex), da NASA, indicam que algumas galáxias se formaram recentemente ao longo dos últimos bilhões de anos.

3 Formação das Galáxias As duas suposições bases para a maioria das teorias que são feitas a respeito são: - Ele (universo) estava repleto de hidrogênio e hélio - Algumas áreas eram ligeiramente mais densas que outras.

4 Formação das Galáxias Os astrônomos acreditam que as áreas mais densas desaceleraram a expansão ligeiramente, permitindo que os gases se acumulassem em pequenas nuvens protogalácticas.

5 Formação das Galáxias Nessas nuvens, eram formadas as estrelas devido ao colapso entre gás e poeira.

6 Formação das Galáxias A medida que se contraíam, formavam discos giratórios, que por sua vez atraíam mais gases e poeira com a força da gravidade e com isso os discos galácticos se formaram, e dentro deles eram criados mais estrelas.

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8 Formação das Galáxias Há dois fatores neste processo que podem ser responsáveis pelas diferenças entre as galáxias elípticas e as galáxias espirais.

9 Formação das Galáxias O primeiro fator é o momento angular (quantidade de momento giratório) as nuvens protogalácticas com maior momento angular (L = I.ω) podiam girar mais rápido e formar discos espirais.

10 Formação das Galáxias As nuvens com rotação mais lenta podem ter formado as galáxias elípticas.

11 Formação das Galáxias O segundo fator é o resfriamento, nuvens de alta densidade se resfriavam mais rápido, consumindo todo o gás e poeira na formação de estrelas, assim não sobrando matéria para um disco galáctico, por isso que as galáxias elípticas não possuem discos.

12 Evolução das Galáxias O esquema de Hubble consiste de três sequências principais de classificação: elípticas, espirais e espirais barradas. Nesse esquema, as galáxias irregulares formam uma quarta classe de objetos. a núcleo maior, braços pequenos e bem enrolados b núcleo e braços intermediários c núcleo menor, braços grandes e mais abertos

13 Galáxia irregular

14 Galáxia lenticular NGC 3718 na Ursa Maior

15 M49 (NGC 4472) Galáxia elíptica do tipo E4, a 60 milhões de anos-luz da Terra, na constelação de Virgem

16 Galáxia espiral M101 [Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, U. Arizona]

17 Galáxia Espiral Barrada NGC 1300

18 Evolução das Galáxias Nos últimos 20 anos o uso de telescópios modernos, têm fornecido vários vínculos observacionais para o estudo da evolução das galáxias. Observando galáxias remotas, os astrônomos constataram que no passado havia um grande número de galáxias pequenas, irregulares e com uma taxa muito alta de formação estelar, que não existem no universo atual, sugerindo que elas se fundiram posteriormente dando origem a galáxias maiores.

19 Evolução das Galáxias A distância que separam as galáxias parecem imensa, porém os diâmetros das galáxias são igualmente grandes.

20 Evolução das Galáxias Uma equipe de astrônomos utilizaram um instrumento específico no telescópio Very Large Telescope, mostrando como há uma forte influência que o meio exerce sobre a evolução das galáxias.

21 Evolução das Galáxias Comparadas às estrelas, às galáxias ficam relativamente perto uma das outras, podem interagir... E em que isso afeta a evolução das galáxias?

22 Evolução das Galáxias As galáxias podem colidir. Quando colidem, elas na verdade se atravessam mutuamente as estrelas que elas contêm não se chocam.

23 Evolução das Galáxias Fusões de galáxias No caso da Via Láctea isto está acontecendo com as Nuvens de Magalhães. Elas já tiveram várias passagens pelo Disco Galáctico, e estarão encorporadas na nossa Galáxia em uns 14 bi. anos Em cor de rosa: a corrente magellanica, gás que foi arrancado das Nuvens de Magalhães nas passagens pelo disco.

24 Evolução das Galáxias As estrelas não se chocam devido as imensas distâncias interestelares que existem. Porém apenas as estrelas saem íntegras dessa colisão, pois as galáxias tendem a mudar de forma.

25 Evolução das Galáxias Os modelos computacionais mostram que colisões entre galáxias espirais tendem a resultar em galáxias elípticas. Assim indicando que colisões em que se resultam em forma de espiral provavelmente não passaram por colisão.

26 Evolução das Galáxias O que pode resultar das colisões: - novas ondas de formação de estrelas - supernovas; - Colapsos estelares que formam os buracos negros, ou buracos negros supermassivos em galáxias ativas.

27 Evolução das Galáxias - Fusões e canibalismo: Fusões acontece entre galáxias de tamanhos semelhantes. Canibalismo acontece entre galáxias de tamanhos diferentes.

28 Evolução das Galáxias Modelo hierárquico de fusões É o modelo mais aceito hoje. As estruturas menores se formam primeiro, e depois fusionam para formar as estruturas maiores, de baixo pra cima.

29 Evolução das Galáxias Buracos Negros Binários Nas fusões de grandes galáxias há a formação de um Buraco Negro Supermaciço Binário O Buraco Negro binário em NGC 6240 nos raios X (Chandra)

30 Evolução das Galáxias Buracos Negros Binários Quando chegam muito perto, se orbitam emitindo ondas gravitacionais, assim espiralando ainda mais para o centro de massa.

31 Evolução das Galáxias Buracos Negros Binários Ao fim, os dois se fundem resultando em um Buraco Negro ainda maior. Há hipóteses que os Buracos Negros centrais de galáxias gigantes se formaram assim.

32 Distribuição das Galáxias As galáxias não se distribuem aleatoriamente ao longo do universo, elas tendem a existir em aglomerados galácticos. As galáxias nesses aglomerados se mantêm unidas pela gravitação e matéria escura.

33 Distribuição das Galáxias Aglomerados pobres: contêm menos de mil galáxias. A Via Láctea e a galáxia Andrômeda (M31) fazem parte de um grupo chamado Grupo Local, que contêm entre 35 e 50 galáxias.

34 Distribuição das Galáxias O Grupo Local, é onde está localizada nossa galáxia. O centro gravitacional se localiza entre a Via Láctea e Andrômeda. As galáxias do Grupo local cobrem uns 10 milhões de anos-luz de diâmetro e tem aparência binária.

35 Distribuição das Galáxias Aglomerados ricos: contêm mil ou mais galáxias. O superaglomerado de Virgem, por exemplo,inclui mais de 2,5 mil galáxia.

36 Distribuição das Galáxias Os astrônomos Margaret Geller e Emilio E. Falco descobriram que as galáxias e aglomerados galácticos não se distribuem de maneira aleatória, mas se agrupam em paredes (longos filamentos) entremeados vazios, o que faz com que o universo se assemelhe a uma teia de aranha.

37 Galáxias Ativas Mostram sinais de atividade violenta em várias partes do espectro. Essa atividade é causada por seus núcleos chamados AGNs.

38 Galáxias Ativas Elas vêm em uma variedade de formas e cores, mas podem ser descritas por um modelo unificado que afirma que a atividade é devido a um Buraco Negro Supermaciço no núcleo.

39 Galáxias Ativas Galáxias Seyfert São na maioria espirais, compõem poucos % de todas as galáxias, e são frequentemente acompanhadas por outras galáxias. Elas têm núcleos brilhantes

40 Galáxias Ativas Radiogaláxias Observadas diretamente, geralmente têm a aparência de uma galáxia elíptica grande, mas quando observadas em rádio, normalmente apresentam uma estrutura dupla com dois lóbulos emissores localizados um em cada lado da galáxia. Também há presença de um jato de matéria saindo de uma fonte central em seu núcleo, possivelmente de partículas carregadas se movendo em um campo magnético. Centauro A, localizada na constelação do Centauro, é uma das radiogaláxias mais estudadas.

41 Galáxias Ativas Um quasar (quasi-stellar radio source, ou fonte de rádio quase estelar) é um objeto astronômico distante e poderosamente energético com um núcleo galáctico ativo, de tamanho maior que uma estrela, porém menor do que o mínimo para ser considerados uma galáxia. Um único quasar emite entre 100 e 1000 vezes mais luz que uma galáxia inteira com cem bilhões de estrelas. Os quasares são assim chamados porque pareciam estrelas (pontiformes no telescópio) com espectros estranhos.

42 Galáxias Ativas Blazares O blazar é um corpo celeste que apresenta uma fonte de energia muito compacta e altamente variável, associada a um buraco negro supermassivo do centro de uma galáxia ativa. Mais de blazares já foram catalogados. Blazares são como quasares com o jato apontado pra nós.

43 Galáxias Ativas Galáxia Starbust Podem gerar 100 ou mais estrelas ao ano, normalmente em consequência de uma colisão com outra galáxia. Utilizam todos seus gases e poeira em cerca de 100 milhões de anos, período curto comparado a duração de bilhões de anos da maioria das galáxias. Astrônomos acreditam que elas representam uma fase curta na maneira pela qual as galáxias mudam e evoluem, talvez o estágio preliminar de uma galáxia ativa.

44 Fim The nitrogen in our DNA, the calcium in our teeth, the iron in our blood, the carbon in our apple pies were made in the interiors of collapsing stars. We are made of starstuff. Carl Sagan, Cosmos Esta imagem a partir de 2009 mostra uma versão atualizada do Hubble Ultra Deep Field. O novo extremo profunda do campo pode ser considerada uma vista mais pormenorizada de uma porção dessa imagem.(credit: NASA; ESA; G. Illingworth, UCO/Lick Observatory and the University of California, Santa Cruz; R. Bouwens, UCO/Lick Observatory and Leiden University; and the HUDF09 Team)

45 Referências Kepler de Souza Oliveira e Maria de Fátima; Astronomia & Astrofísica, editora Livraria da Física editora Pieter Westera, Noções de Astronomia e Cosmologia, in professor.ufabc.edu.br/~pieter.westera/astro.html