Decima Quinta Aula. Introdução à Astrofísica. Reinaldo R. de Carvalho

Transcrição

1 Decima Quinta Aula Introdução à Astrofísica Reinaldo R. de Carvalho pdf das aulas estará em Baseado no livro Universe, Roger A. Freedman Robert M. Gellar William J. Kaufmann III, Oitava edição, W.H. Freeman,and Company, New York!

2 ! Capítulo 15! Galáxias - Propriedades Gerais e Morfologia! - Seqüência de Hubble! - Lei de Hubble! - O Grupo Local! - Lentes Gravitacionais! - Como se formam as galáxias?!

3 Uma Visão Pioneira Construído em 1845, esta estrutura guardava o maior telescópio refletor da época (1.8m).

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5 Uma Visão Moderna de M51

6 Andromeda (M31) M31 pode ser vista mesmo através de um pequeno Telescópio. Hubble foi o primeiro a demonstrar que M31 é uma sistema galáctico fora da nossa própria Galáxia. M32 e M110 são duas galáxias satélites que orbitam M31.

7 Medindo distâncias de galáxias com Cefeidas Observando Cefeidas em M100, astrônomos encontraram que este sistema está a 17 Mpc da Terra. Os painéis menores mostram uma Cefeida em três diferentes estágios de brilho diferente, que pode durar várias semanas.

8 Algumas Propriedades de Galáxias *Este percentual não inclui galáxias elípticas anãs que são de baixo fluxo para serem detectadas a partir de uma certa distância. Assim, o percentual real de galáxias que são elípticas deve ser maior do que mostrado aqui.

9 Várias Morfologias

10 Galáxias Elípticas Gigantes em Virgo

11 Uma galáxia Elíptica Anã Esta nuvem difusa de estrelas é uma galáxia elíptica anã E4 chamada Leo I. Ela orbita a nossa Galáxia a uma distancia de 180 Kpc. Possui um diâmetro de 1 Kpc e contém tão poucas estrelas que é possível ver através do centro da galáxia.

12 n = 10(1-b/a) A Seqüência de Hubble

13 As Galáxias mais próximas Pequena Nuvem de Magalhães (SB(s)m pec) Grande Nuvem de Magalhães (SB(s)m) Nossa Galáxia (Sb, Sbc, ou SB(rs)bc)

14 Uma Supernova em uma Galáxia Espiral Supernovas são muito luminosas e são usadas para estimar distância de galáxias muito distantes. A distância de M100 é também estimada usando Cefeidas, o que auxilia na calibração dos indicadores de distância com base em Supernovas.

15 Escala de Distância

16 Relacionando Distância e Redshift Distância Aumenta

17 A Lei de Hubble e o Redshift Relativístico

18 A Lei de Hubble

19 Aglomerado de Hercules Este aglomerado de galáxias irregular encontra-se a 200 Mpc de distancia da Terra. Este aglomerado contém muitas espirais, frequentemente associadas em pares e pequenos grupos.

20 O Grupo Local Esta figura mostra a posição relativa das galáxias de formam o Grupo Local, um aglomerado pobre e irregular no qual nossa Galáxia está localizada. O grande círculo visto em projeção representa o plano da nossa Galáxia. Linhas sólidas e tracejadas indicam as galáxias que estão acima e abaixo do plano, respectivamente. A maior galáxia e mais massiva é M31, Andromeda, e em segundo lugar vem a nossa Galáxia, seguido por M33 (uma galáxia espiral). Tanto a nossa Galáxia como M31 são circundadas por um número de galáxias satélites pequenas.

21 Galáxia Anã Orbitando nossa Galáxia Descoberta em 2003, esta galáxia anã está mais próxima da Terra do que o centro da nossa própria Galáxia. A imagem mostra um fluxo de matéria deixado para trás pela galáxia anã na medida que orbita a nossa Galáxia. Este material é arrancado pelas forças de maré devido a nossa Galáxia.

22 O Aglomerado de Coma Este aglomerado rico de galáxias encontra-se a uma distância da Terra de 90 Mpc. Quase todas as pequenas manchas nesta imagem são galáxias pertencentes ao aglomerado. Duas galáxias gigantes, NGC 4889 e NGC 4874, dominam o centro do sistema. A estrela brilhante, superposta, pertence obviamente a nossa Galáxia.

23 Aglomerados de Galáxias Próximos A figura mostra uma esfera do espaço com 250 Mpc de diâmetro centrado na Terra. Cada pequena esfera representa um aglomerado de galáxias. Para melhor visualização do caráter tridimensional da figura, arcos coloridos são desenhados de cada aglomerado até o plano (em verde) da Galáxia. Notemos que os aglomerados estão distribuídos irregularmente, como também estão em todo o Universo, ou seja, não estão distribuídos uniformemente.

24 Estrutura em Grande Escala! do Universo Próximo Imagem de 1.6 milhões de galáxias medidas no infravermelho. Note uma banda azulada no centro da imagem com orientação vertical - é o plano da nossa Galáxia. Podemos no geral a estrutura filamentar da distribuição de galáxias e a presença de enormes vazios com uma baixa densidade de galáxias.

25 A Estrutura em Grande Escala no Universo Este mapa mostra a distribuição de galáxias em duas fatias que estendem até redshift de Nota-se claramente a presença de vazios cercados de galáxias. As duas fatias são aproximadamente perpendiculares ao plano da Galáxia evitando o efeito de obscurecimento pela poeira do disco galáctico.

26 Emissão de Raio-X de um Aglomerados de Galáxias (a) Imagem em raio-x de um aglomerado de galáxias que mostra a emissão do gás quente que encontra-se entre as galáxias. O gás foi aquecido pelas colisões entre as galáxia dentro do aglomerado. (b) As próprias galáxias têm baixo brilho em raio-x para serem vistas na imagem em (a), mas são claramente visíveis no óptico.

27 Uma Galáxia Starburst Prolífica formação estelar ocorre na região central da galáxia Irregular M82, a qual encontra-se a 3.6 Mpc de distância da Terra.

28 O Grupo M81 (a) A galáxia starburst M82 é parte de um grupo de cerca de dezenas de galáxias. Este campo de visão amplo no visível mostra três galáxias brilhantes do grupo. A área mostrada cobre 1 grau quadrado. (b) Esta imagem em rádio (cores falsas) da mesma área do item (a) mostra fluxos de gás de Hidrogênio conectando os três sistemas e outras galáxias de menor massa.

29 Simulação de Colisão de Galáxias Estes painéis mostram o resultado de uma simulação feita em computador, acompanhando a colisão e a coalescência de duas galáxia. Podemos notar a ejeção de estrelas no espaço intergaláctico. Estrelas do disco de cada galáxia são coloridas em azul, enquanto estrelas do bojo são coloridas em amarelo. Em vermelho é mostrado a distribuição de matéria escura. Os painéis tem uma resolução temporal de 125 milhões de anos.

30 Curvas de Rotação de 4 Galáxias Espirais

31 Lente Gravitacional

32 Lente Gravitacional

33 Lente Gravitacional por um Aglomerado de Galáxias

34 Matéria Escura isolada num Aglomerado de Galáxias

35 Matéria Escura isolada num Aglomerado de Galáxias Podemos entender a separação da distribuição de matéria escura e a distribuição do gás num aglomerado se assumimos que a matéria escura não sente qualquer resistência do fluido. É o que esperamos se a matéria escura responde somente às forças gravitacionais.

36 Pequenos Sistemas que formam grandes Galáxias. Nesta imagem obtida com o telescópio Hubble, os objetos marcados em pequenos quadrados estão a uma distância de 3400 Mpc (11 bilhões de anos luz) da Terra e possuem um tamanho médio de pc.

37 Pequenos Sistemas que formam grandes Galáxias. Se estes objetos viessem a coalescer, o resultado seria uma galáxia massiva tal qual observamos no Universo atualmente.

38 Formação de uma galáxia Espiral

39 Formação de uma galáxia Elíptica

40 Formação de Espirais e Elípticas