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Nuove strade e scopi della moderna astronomia

Nuove strade e scopi della moderna astronomia. Piero Rafanelli. Perché lo studio dell’astronomia?. Il bello Il mistero. I movimenti. Il sorgere e il tramontare quotidiano dei corpi celesti I movimenti rispetto alle stelle di sfondo del Sole, della Luna e dei pianeti

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Nuove strade e scopi della moderna astronomia

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Presentation Transcript

  1. Nuove stradee scopidella modernaastronomia Piero Rafanelli 10 dicembre 2002

  2. Perché lo studio dell’astronomia? • Il bello • Il mistero 10 dicembre 2002

  3. I movimenti • Il sorgere e il tramontare quotidiano dei corpi celesti • I movimenti rispetto alle stelle di sfondo del Sole, della Luna e dei pianeti • L’invariabilità di alcune direzioni rispetto a riferimenti terrestri • Le periodicità • La misura del tempo 10 dicembre 2002

  4. Il primo rivelatore: l’occhio • Osservazioni ad occhio nudo dagli albori della civiltà umana • e con i primi telescopi dall’epoca di Galileo Galilei (1610) In entrambi i casi l’occhio resta lo strumento usato per vedere le immagini e il disegno a mano il modo per registrarle 10 dicembre 2002

  5. Curva di risposta dell’occhio umano Diametro massimo della pupilla al buio circa 7 mm 10 dicembre 2002

  6. I vantaggi della lastra fotografica • Possibilità di lunghe esposizioni • Sensibilità a intervalli spettrali non accessibili all’occhio umano (U,B,V,R,I) • Possibilità di osservare un grande campo su un unico supporto • Facile conservabilità nel tempo • Alta risoluzione spaziale Un grosso svantaggio: la saturazione 10 dicembre 2002

  7. La fotometria La galassia M33 fotografata al telescopio da 182 cm di Asiago 10 dicembre 2002

  8. La spettroscopia • Introdotta in astronomia nella seconda metà del 1800, segna l’inizio degli studi di fisica applicati ai corpi celesti. E’ un grande progresso: dall’Astronomia Sferica, di posizione, si passa alla moderna Astrofisica 10 dicembre 2002

  9. Nasce l’Astrofisica Le conquiste del connubio fra Fisica e Astronomia • Classificazione spettrale • Interpretazione del diagramma H-R • Sorgenti di energia nelle stelle • Basi dell’evoluzione stellare • Scoperta dell’espansione dell’Universo e sua prima datazione • Nascita della Cosmologia 10 dicembre 2002

  10. Classificazione spettrale 10 dicembre 2002

  11. Il diagramma H-R 10 dicembre 2002

  12. Sorgenti di energia nelle stelle (1) Ciclo PP Questo processo avviene nel nucleo delle stelle e l’energia liberata ad ogni ciclo è di 26,7 MeV = 4,27x10-5 erg 2D 3He 4He 10 dicembre 2002

  13. Sorgenti di energia nelle stelle (2) Ciclo CNO Ricordiamo che l’energia per fondere 1g di ghiaccio = 80 cal 1 cal = 4.2x107 erg 10 dicembre 2002

  14. Evoluzione stellare Stella a neutroni al centro della nebulosa del Granchio Formazione delle nane bianche 10 dicembre 2002

  15. Nascita e morte Stella neonata con probabile pianeta, il primo mai “visto” Alla ricerca di nane bianche nell’ammasso globulare M4 10 dicembre 2002

  16. La scoperta dell’espansione dell’Universo Nascita della Cosmologia V = H0d H0 = 20 km/s milioni di a.l. Edwin Hubble 10 dicembre 2002

  17. Il Quasar più lontano Ripreso con il telescopio giapponese Subaru, questo quasar ha redshift Z=5.5 10 dicembre 2002

  18. Subaru Deep Field Campo di galassie in cui si raggiunge la magnitudine 24.5 10 dicembre 2002

  19. Il quintetto di Stephan 10 dicembre 2002

  20. I limiti delle osservazioni da Terra • Trasparenza dell’atmosfera • Seeing • Inquinamento luminoso 10 dicembre 2002

  21. Le nuove strumentazionida Terra e dallo spazioSviluppo di nuove tecnologie 10 dicembre 2002

  22. Gli specchi dei grandi telescopi 10 dicembre 2002

  23. Da Galileo ai telescopi attuali Come e` migliorato il potere risolutivo dei telescopi ottici con lo sviluppo di nuove tecnologie e la scelta dei siti adatti 10 dicembre 2002

  24. ESO Very Large Telescope (VLT) EUROPEAN SOUTHERN OBSERVATORY (ESO) Quattro telescopi con specchio primario di 8.2 m f/1.8 e secondario di 1.2 m 10 dicembre 2002

  25. Sito del VLT Cerro Paranal - Cile 10 dicembre 2002

  26. Le nuove tecnologie (1) OTTICA ATTIVA Correzione della deformazione o spostamento degli specchi primario e secondario dovuti alla gravità, flessione dei tubi ecc. Gli specchi appoggiano su sostegni che, attraverso una analisi computerizzata, imprimono la spinta necessaria a mantenerne ottimale la curvatura. Per poter effettuare queste correzioni si è sviluppata la tecnologia degli specchi molto sottili 10 dicembre 2002

  27. Le nuove tecnologie (2) OTTICA ADATTIVA La radiazione luminosa (fronte d’onda) proveniente dagli astri viene distorta dalla turbolenza atmosferica e l’immagine risulta confusa Con l’uso di specchi flessibili e controlli sofisticati è possibile aumentare la risoluzione correggendo il fronte d’onda e annullando l’effetto atmosferico come se si osservasse dallo spazio, ma con costi nettamente inferiori! 10 dicembre 2002

  28. Ottica adattiva 10 dicembre 2002

  29. Interferometria con il VLT 10 dicembre 2002

  30. Interferometria Le differenze nel percorso ottico del fascio che raggiunge i diversi telescopi vanno corrette con le linee di ritardo e sincronizzate su un unico ricevitore 10 dicembre 2002

  31. Interferometria - risultati 10 dicembre 2002

  32. La radioastronomia 10 dicembre 2002

  33. Il futuro dei telescopi ottici da Terra 10 dicembre 2002

  34. California Extremely Large Telescope (CELT) Progetto con specchio di 30 m costituito da 1080 segmenti di 1 m ciascuno Previsto per il 2010 10 dicembre 2002

  35. OverWhelmingly Large (OWL) 10 volte l’area di raccolta di tutti i telescopi mai costruiti (!) Magnitudine limite V=38 Previsti 100 m di diametro, caratteristiche ancora allo studio 10 dicembre 2002

  36. Quale progresso? 10 dicembre 2002

  37. Il telescopio spaziale Hubble (HST) • Lanciato nel 1990 • Collaborazione NASA-ESA • 2.4 m di diametro • Orbita quasi circolare a 600 km • Privo di disturbi atmosferici • Risoluzione 0.1 arcsec 10 dicembre 2002

  38. Galassie HST M 51 ESO 510-G13 NGC 1409 e 1410 10 dicembre 2002

  39. Stelle e nebulose Pistol nebula con la stella forse più massiccia mai vista Onda d’urto attorno a LL Orionis Stelle simbiotiche 10 dicembre 2002

  40. Pianeti Aurora su Saturno Impatti su Giove dei frammenti della cometa S/L 9 nel 1994 10 dicembre 2002

  41. Alte energie Galassia attiva Centaurus A con buco nero Gamma Ray Burst 971214 10 dicembre 2002

  42. Ricerca di pianeti extrasolari 10 dicembre 2002

  43. Il futuro nello spazio Progetto per un telescopio da 6/8 m da porre in orbita nel punto Lagrangiano L2 dell’orbita terrestre. Sarà dedicato a James Webb, secondo amministratore della NASA e responsabile delle missioni Apollo 10 dicembre 2002

  44. Le altre lunghezze d’onda: IR, X, gamma 10 dicembre 2002

  45. Tutti i colori della Via Lattea 10 dicembre 2002

  46. IRAS Lanciato nel 1986, ha osservato più del 96% del cielo in quattro bande infrarosse centrate su 12, 25, 60 e 100 micron Costellazione del Camaleonte nell’emisfero sud, dominata dall’emissione delle polveri riscaldate dalla radiazione interstellare 10 dicembre 2002

  47. ISO Satellite per l’infrarosso dell’ESA. Lanciato nel 1995 Camera range 2,5-17 micron SWS range 2,4 - 45,0 micron LWS range 45 -197 micron 10 dicembre 2002

  48. Missioni X presenti e future Precise Spectroscopy Fe line reverberation Soft X-ray cutoffs m arcsec imaging 10 dicembre 2002

  49. Confronto missioni X 10 dicembre 2002

  50. Chandra Satellite X della NASA Immagine ottica (HST) Scoperta di due buchi neri nel nucleo di due galassie attive interagenti Schema delle ottiche per raggi X NGC 6240 10 dicembre 2002

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