Astronomia 1

1. Astronomia 1

2. Dove sono i corpi celesti? • Sfera celeste • Coordinate equatoriali o assolute • Valgono per qualsiasi osservatore (sistema assoluto) • Polo nord, polo sud ed equatore celesti

3. Meridiano celeste fondamentale • passante per i punti equinoziali (21.3 γ, 23.9 ω) • γ e ω: intersezione fra equatore celeste ed eclittica

4. Posizione assoluta di un corpo celeste • Declinazione: distanza angolare dall’equatore celeste (latitudine) • Ascensione rettadistanza angolare dal meridiano celeste fondamentale in senso antiorario(longitudine)

6. Coordinate relative • Per l’osservatore: Zenit orizzonte astronomico (piano dell’orizzonte apparente passante per il centro della Terra)

7. Posizione di un corpo celeste: coordinate altazimutali • Meridiano locale: passa per zenit e polo nord celeste • Altezza: distanza angolare dall’orizzonte (latitudine) • Azimut: distanza angolare dal sud in senso orario (!) longitudine

8. Lo spazio è affollato? • Distanze • Unità astronomica: 150 milioni km • anno luce: circa 104 miliardi di km (v. l. 3 105 km / s) • parsec

9. parallasse • Parallasse annua: metà dello spostamento angolare apparente di una stella nell’arco di 6 mesi rispetto alle stelle più lontane

10. Il Parsec • se l’angolo di parallasse vale 1 secondo (1") • la distanza dell'oggetto vale 1 parsec (pc) • = 3.26 a.l. D(parsec) = 1/ p(parallasse in secondi) • più un oggetto è lontano minore è l’angolo di parallasse • metodo preciso fino a 100 parsec (1/100 di secondo di grado)

11. Quali strumenti si usano? • I corpi celesti inviano tutti i tipi di radiazione • l’atmosfera le scherma tutte tranne; luce (UV vicino), IR, OR • luce e IR (300-800 nm): telescopi (Keck sul Mauna Kea, very large telescope VLT, Cile) • OR: radiotelescopi, antenne paraboliche. In serie: radiointerferometri (Socorro, New Mexico, Medicina IT), corpi celesti privi di luce o troppo lontani

12. telescopi • Sistema per concentrare la luce in un punto: fuoco • Uno specchio concavo concentra le radiazioni • Potere di risoluzione: distanza minima fra due punti visti come distinti, aumenta all’aumentare delle dimensioni dello specchio, diminuisce all’aumentare di λ • Ingrandimento: aumenta all’aumentare della distanza focale (fuoco-specchio)

13. Telescopi orbitanti: Hubble NASA 1990 specchio 2,4 m prestazioni 4 volte migliori vs telescopi terrestri

14. costellazioni, • stelle raggruppate alle quali sono stati attribuiti nomi di animali, di oggetti e di figure mitologiche • è un raggruppamento di stelle vicine le une alle altre solo per ragioni prospettiche e non prodotto da una reale prossimità fisica. • oggi individuano in maniera univoca un settore ben determinato della sfera celeste.

15. Che cosa troviamo nello spazio? • Galassie • Nebulose • Mezzo interstellare

16. Il Mezzo interstellare 99% gas • idrogeno (73% in massa), elio (25% in massa) e da minime percentuali di altri elementi (ammoniaca, formaldeide,ossido di carbonio, altre sostanze organiche!) • bassa densità e pressione • in forma atomica (neutra o ionizzata) o molecolare. • l’idrogeno -   atomico (più frequente) -   ionizzato -    molecolare (difficile da osservare)

17. Come si distinguono i diversi tipi di idrogeno? SPETTRI DI EMISSIONE • un corpo solido scaldato diventa prima rosso e poi sempre più chiaro fino a divenire bianco • un corpo nero emette uno spettro continuo di emissione • la luce che proviene da un gas rarefatto ad alta temperatura dà uno spettro di emissione a righe • il tipo di righe emesse è specifico e caratteristico per ciascun elemento o composto. • analizzando le righe spettrali è possibile eseguire una vera e propria analisi chimica a distanza

18. spettri di emissione •  atomico (idrogeno neutro o Regioni H I) emette una riga di 21 cm (onde radio) più frequente • ionizzato (Regioni H II) riga H nel rosso (immagine) •  molecolare difficile da osservare

19. Il Mezzo interstellare: polveri •  La polvere è formata da particelle solide di minuscole dimensioni (0,1- 1 ),( ghiacci). • L’effetto principale della polvere è quello di assorbire e di diffondere (scattering) la luce. • diminuzione della luminosità delle stelle.

20. nebulose • 50% del mezzo interstellare si concentra in nubi gravitazionalmente legate • luoghi ideali per la formazione di nuove stelle. • la materia nebulare può interagire in modo diverso con la radiazione proveniente dalle stelle • le nebulose ci appaiono come macchie di luce diffusa, tre tipi fondamentali di nebulose • Oscure • In emissione • In riflessione

21. Nebulose oscure • si manifestano come macchie scure sul fondo stellato. Presentano dimensioni di pochi parsec (5-10 pc) • Testa di cavallo

22. Nebulose in emissione • Sono regioni contenenti stelle giovani e massicce • Emissione di luce rossastra (Neb. Di Orione) derivante dall’idrogeno ionizzato (regioni H II)

23. nebulose in riflessione • Se le stelle nella nebulosa sono più fredde • il gas e le polveri diffondono e riflettono la radiazione emessa (colori bluastri) • No idrogeno ionizzato

24. Altre nebulose • Nebulosa planetaria: fase terminale della vita di una stella simile al Sole • Una stella nana bianca al centro • guscio di gas e polveri (espulse dalla stella) a circa 1 anno luce dal centro..

25. Nebulosa da supernova • La fase terminale della vita di una stella massiccia è una esplosione (supernova) • Il residuo forma una nebulosa • Particolarmente studiata la nebulosa del Granchio (Crab Nebula), prodotta da una supernova osservata nel 1054 ed ancor oggi perfettamente visibile

26. Galassie • stelle e nebulose sono raggruppati dalla forza di gravità in una galassia • In base alla loro forma: spirali, ellittiche ed irregolari. • se le spire non partono dal nucleo galattico sono dette spirali barrate.

27. La via Lattea • galassia a spirale (barrata?) • il solesi trova a circa 3/5 del raggio sul braccio di Orione • forma di un disco del diametro di circa 100.000 anni luce. • spessore del disco 1500 anni luce, in prossimità del centro un rigonfiamento detto nucleo galattico (spessore circa 15.000 anni luce). • Le spire ruotano sul piano galattico • circa 100 miliardi di stelle, • intorno alla galassia un enorme alone di materia oscura (non luminosa) che manifesta i suoi effetti gravitazionali modificando il comportamento della rotazione galattica.

28. galassia ellittica: contengono prevalentemente stelle di popolazione II antiche, oltre 10 miliardi di anni , solo idrogeno ed elio • galassie a spirale: contengono prevalentementestelle di popolazione I (come il sole) , più recenti, contengono quantità più o meno apprezzabili di tutti gli altri elementi chimici • galassie irregolari: prive di simmetria (nubi di Magellano)

29. Perché le galassie hanno forme diverse? • Ipotesi: le galassie si sarebbero formate dalla condensazione di gas in rotazione e in contrazione gravitazionale, la struttura della galassia dipende dalle condizioni in cui si sono formate • contrazione lenta: galassia ellittica. • contrazione piu’ rapida, materiale arricchito dalle esplosioni di supernovae: galassie a spirale.

30. Distribuzione delle galassie • Alcune galassie hanno un legame gravitazionale • ammassi di galassie (anni Trenta Chioma di Berenice). • Gli ammassi formati solo da qualche decina di galassie sono detti gruppi. • Via Lattea + una ventina di piccole galassie che che ruotano intorno ad un baricentro comune. • Gruppo Locale. (es Andromeda, 2 Nubi di Magellano) • Gli ammassi si possono aggregare in superammassi.