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Maria Clara Maranhão Faro
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1 Introdução à Astronomia Semestre: Sergio Scarano Jr 19/05/2014

2 Universo de Shapley Com medidas de distâncias de aglomerados globulares foi possível verificar que o Sol não estava no centro da Galáxia. Universo de Kaptein Universo de Shapley

Componentes estruturais da Via Láctea Sendo nossa galáxia um objeto típico,

Plano da Via Láctea: braços espirais, barra, estrelas jovens e velhas, gás,

estelar Warp: o disco e distorcido (como Andrômeda) Espessura: fino!

H~700 pc para estrelas tipo G (Sol) Apresenta braços espirais e uma barra

3 Componentes estruturais da Via Láctea Sendo nossa galáxia um objeto típico, outras galáxias discoidais devem ter componentes estruturais semelhantes. Plano da Via Láctea: braços espirais, barra, estrelas jovens e velhas, gás, poeira Raio do disco estelar: ~15 kpc Raio do disco gasoso > raio do disco estelar Warp: o disco e distorcido (como Andrômeda) Espessura: fino! H: escala de altura H~60 pc para as nuvens moleculares H~200 pc para estrelas O-B H~700 pc para estrelas tipo G (Sol) Apresenta braços espirais e uma barra Equilíbrio: rotação do disco cinematicamente frio - Tipo SBbc galáxia espiral barrada -Luminosidade total: 1.4 x L sol

4 O Grande Debate entre Shapley-Curtis (1920) Shapley Curtis MWG MWG

5 Henrietta Leavitt e Período Luminosidade de Cefeidas Grande e Pequena Nuvem de Magalhães Relação Período-Luminosidade no artigo de Henrieta

6 Hubble Descobre Cefeidas em M31 Em 1923 Hubble detectou t cefeidas em M31 ecalculou l distancias i muito superiores ao tamanho ao estimados para nossa galáxia. Depois fez trabalhos equivalentes para M33 e NGC6822. Surge a Astronomia Extragaláctica. D M31= pc > D via Láctea = pc

7 Qual Seria a Razão das Diferentes Geometrias? NGC4549 M100 NGC1365 M87 LMC

8 Degenerecência da Geometria Discoidal e Elípsoidal As diferentes geometrias encontradas para as galáxias devem refletir diferentes comportamentos dinâmicos de suas componentes. Duas classes principais: Galáxias Espirais e Elípticas e uma categoria elíptica chamada Lenticular. GEOMETRIA DISCOIDAL GEOMETRIA ELIPSOIDAL Projeção Elíptica M10 0 Projeção Elíptica M87

9 Procedimentos

Critérios para a Classificação de Hubble É uma classificação de galáxias usando critério

early-type (tipos anteriores) até galáxias late-type (galáxias anteriores) Classificação de

Espirais Existência ou não de Barra RazãoR ã Bojo/Disco (Bulge/Disk) S0/Sa 5-0.3 Sb: 1-0.

2-0 ÂnguloÂ l de abertura do braço espiral Sa: 0 o -10 o Sb 5 o -20 o Sc 10 o -30 o

10 Critérios para a Classificação de Hubble É uma classificação de galáxias usando critério morfológico interpretado erroneamente como uma sequência evolutiva desde galáxias early-type (tipos anteriores) até galáxias late-type (galáxias anteriores) Classificação de Hubble Para Elípticas Distinção pela razão axial da imagem no céu Elípticas Espirais Para Espirais Existência ou não de Barra RazãoR ã Bojo/Disco (Bulge/Disk) S0/Sa Sb: Sc/Irr ÂnguloÂ l de abertura do braço espiral Sa: 0 o -10 o Sb 5 o -20 o Sc 10 o -30 o Galáxias Lenticulares SDSS Early-type Late-type Classe de objetos intermediária entre elípticas (sem estruturas internas muito evidentes) e espirais (são discoidais que podem apresentar barras)

11 Diagrama de Hubble com Spitzer no Projeto SINGS Early-type Late-type

12 Galáxias Discoidais e Elipsoidais e Prováveis Movimentos A geometria discoidal sugere que galáxias desse tipo são dominadas pelo momento angular, enquanto que em galáxias elipsoidais a aparente isotropia de objetos sugere a dominância da dispersão de velocidades. Movimento ordenado com geometria discoidal Movimento desordenado com geometria elipsoidal

13 A Elipsidade de Galáxias Elípiticas A seqüência de Hubble para galáxias Early-Type é organizada segundo a elipsidade, que deve refletir diferentes estados dinâmicos.

baseada na concentração de luz na galáxia.

extensa), que são galáxias encontradas no

(dwarf ellipticals) que são anãs de baixo

anãs esferoidais- são o extremo em baixas

irregulares e BCE (blue compact dwarf) Anã

densidade estelar em um aglomerado globular é

14 Galáxias Gigantes e Galáxias Anãs Classificação de Morgan (1958) ou de Yerkes: baseada na concentração de luz na galáxia. cd: para E gigantes g com envoltória extensa), que são galáxias encontradas no centro de grupos ou aglomerados de galáxias; Anãs: ce: elípticas compactas (compact ellipticals), com alto brilho superficial, de (dwarf ellipticals) que são anãs de baixo brilho superficial, dsph (dwarf spheroidal) anãs esferoidais- são o extremo em baixas luminosidades das de, dim são anãs irregulares e BCE (blue compact dwarf) Anã den NGC205 (nucleated) Anã ce: M32 Enquanto a densidade estelar em um aglomerado globular é ~ 10 5 M sol pc -3, em uma dsph ela é de M sol pc -3 cd em Hidra Anã dsph: em Fornax

15 Galáxias Discoidais a partir de Diferentes Perspectivas criado o por: Zsolt Frei & Jam mes E. Gunn n (1999) A determinação de diversas grandezas no plano da galáxia depende da disposição da galáxia em relação ao observador.

16 Galáxias Espirais e As Supernovas Os braços espirais i são regiões de formação estelar. Se destacam não por conduzir matéria ou por ter mais matéria, mas por causa do alto brilho das estrelas massivas que lá se formam e morrem. Supernovas Tipo I Supernovas Tipo II

17 Espectro e Curva de Luz de Supernovas A curva de luz fornece a intensidade luminosa em função do tempo. Cada ponto nela corresponde a integração de todo espectro num dado momento. Curva de Luz Espectro

18 Os Tipos de Supernovas Existem dois tipos principais de supernovas: Magn nitude Absoluta Supernova Tipo I (SN1937e) Supernova Tipo II (SN1940b) Período [dias]

19 Diferenças entre os Tipos de Supernovas DIFERENÇAS SNI SNII Hidrogênio no espectro Origem Detonação Onde ocorrem Freqüência de evento Velocidade de gás ejetado Ritmo de diminuição do brilho Não Estrelas velhas de baixa massa acretando massa de companheira Instabilidade termonuclear pelo acumulo de massa acima da massa crítica Tanto em galáxias espirais quanto elípticas. Sim Estrelas jovens com massa no núcleo úl superior a 8M sol Colapso gravitacional do núcleo após exaustão do combustível Braço de galáxias espirais e em galáxias irregulares 1/100 anos 1/30 anos km/s 5000 km/s Depois do pico, uma fração de 0,1 mag/dia e depois ritmo constante de 0,014 mag/dia Semelhante ao da SNI, mas entre 40 e 100 dias depois do máximo ocorre uma queda de brilho de 0,1 mag/dia

20 Distâncias por Meio de Supernovas Supernovas do Tipo Ia, por corresponderem a um evento explosivo associado a superação do limite de massa de Chandrasekhar, liberam a mesma quantidade de energia para o espaço, tendo portanto um brilho característico. -20 Banda V Observadas -20 M V 19,3 Banda V Curvas de Luz Corrigidas pela Escala de Tempo M V Calan/Tololo SNe Ia D 10 mm Dias Dias Limites: 1000 Mpc (Telescópio Hubble)

21 Galáxias Irregulares Não prevista por Hubble, mas muito comuns. Geralmente com muito conteúdo de gás e poeira, e muita formação estelar. Irr I: irregulares magelânicas- tipo as Nuvens de Magalhães, com sinais evidentes de formação estelar; Irr II: galáxias explosivas, como M82-resultado da fusão de galáxias; Grande Nuvem de Magalhães M82

S0 ou Lenticulares Tipo de galáxia prevista na sequência de

barra) O disco não mostra braços espirais nem formação

22 S0 ou Lenticulares Tipo de galáxia prevista na sequência de Hubble. Simples ou barradas Apresentam oticamente tanto a componente esferoidal quanto a disco (e, eventualmente, uma barra) O disco não mostra braços espirais nem formação estelar recente (regiões HII), mas frequentemente apresenta faixas de poeira Difíceis de classificar visualmente! NGC5866 M84

Efeitos de Projeção em Discos Galácticos O

23 Efeitos de Projeção em Discos Galácticos O formato de uma galáxia discoidal pode mudar de acordo com a linha de perspectiva. Observador A Galáxia face-on p/ Observador A N O r Vetor Velocidade NR Observador B Galáxia edge on p/ Observador B Galáxia edge-on p/ Observador B

24 Elementos Geométricos de uma Galáxia Projetados no Plano do Céu Nodo Anti- Recessivo Eixo Maior b (x 0,y 0 ) N a Elipse Ajustada E Nodo Recessivo NR

25 Geometria da Projeção de Posições no Céu Linha de Visada i Q Rotação i N T r Q T NR b Céu a b NR N a Observador Céu Sentido de Rotação da Galáxia Equador Celeste

hipotenusa Q Projeção da galáxia T i Linha de Visada b O Q` a

26 Definição de Inclinação i Linha de Visada r Q Plano da Galáxia Rotação i b arccos a T Céu i a b NR Q N cos i = cos i = b a cateto adjacente hipotenusa Q Projeção da galáxia T i Linha de Visada b O Q` a Perspectiva ecti 1 = Observador Perspectiva 2 Projeção da galáxia a b i Galáxia Galáxia

Distâncias no Plano Galáctico Medidos no

projeção do plano da galáxia para o plano

27 Distâncias no Plano Galáctico Medidos no Eixo Maior No eixo maior o efeito de projeção do plano da galáxia para o plano do céu é nulo. Linha de cateto t oposto Visada tan = cateto adjacente T i NR r N tan = r D Céu Sentido de Rotação da Galáxia Equador Celeste D r D tan Aplicável não apenas para medida angular do semi-eixo maior, mas frações desta.

Velocidades Observadas na Direção do Eixo

Linha de Visada v c Linh ha de Visa ada Lin

Velocidade Sistêmica além da rotação sen i =

28 Velocidades Observadas na Direção do Eixo Maior As velocidades projetadas na linha de visada na direção do eixo maior sofrem apenas o efeito da inclinação. Linha de Visada v c Linh ha de Visa ada Lin nha de V isada y 1 Plano da Galáxia v obs i Plano do Céu sen i = cateto oposto hipotenusa O i v obs v c y 2 Plano do Céu Velocidade Sistêmica além da rotação sen i = + V 0 v obs v c x 1 x 2 v obs -V 0 v obs = v c sen i + V v 0 c = sen i Perspectiva

locidade de Rotação o (km/s) Ve (b) 375 350 325 300 275 250

NGC 7217 Sb NGC 2590 Sa NGC 4984 Sa NGC 4594 175 Sbc-Sc NGC

29 locidade de Rotação o (km/s) Ve (b) v rot ~ 350 km/s Curvas de Rotação Sab-Sb NGC 7217 Sb NGC 2590 Sa NGC 4984 Sa NGC Sbc-Sc NGC Sbc NGC 1620 Sa NGC 4378 Sbc NGC Supondo movimento circular: T Distância do Núcleo (kpc) a 2 v rot M 3 a UA T anos 2

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