Un tomb per l’Univers: Del Sistema Solar a les Galàxies

1. Un tomb per l’Univers: Del Sistema Solar a les Galàxies Josep Manel Carrasco Martínez Departament d’Astronomia i Meteorologia, Universitat de Barcelona

2. Avui vinc a parlar-vos d’ ASTROLOGIA N M Astrologia f. Estudi o interpretació dels astres que pretén conèixer i estudiar la influència dels astres en el destí dels homes, i pronosticar, per la seva posició i aspecte els successos terrestres. Astronomia f. Ciència que estudia els astres, els seus moviments i les lleis que els governen. Astrofisica f. Part de la astronomia que aplica els mètodes i instruments de la física a l’estudi dels cossos celests. L’astrofísica estudia l’estat, aspecte, volum, pes, lluminositat, moviments i composició química dels astres.

4. El Sol

5. Estructura interna: Capa radiativa (450000 km. On es produeixen les reaccions termonuclears), Capa convectiva (200000 km. Transport de la energia mitjançant el moviment de la matèria). Estructura externa: Fotosfera, Cromosfera i Corona. El Sol. Estructura

6. Cromosfera: 2000 km de gruix Fotosfera: Superfície visible del Sol. T= 6000 K. 400 km de gruix. Grànuls de 1000 km de diàmetre Corona: Fins a 106 km sobre la cromosfera. Partícules a milions de graus.

7. El Sol no és un objecte estàtic ni invariant sinó que té un seguit de processos associats al que anomenem activitat solar. • L’activitat solar ve condicionada per l’efecte dels camps magnètics en el plasma que constitueix el Sol. • Aquest camp magnètic no és constant sinó que varia en cicles d’aproximadament 22 anys. Aquests 22 anys es poden dividir en dos semiperíodes de polaritat inversa. Són els anomenats Cicles Solars. • Els fenòmens més destacats són: • Taques solars • Protuberàncies o prominències • Fàcules • Fulguracions o erupcions cromosfèriques ../.. Activitat Solar

8. És la mostra més coneguda d’activitat solar. • És un espai fosc d’uns 100 km amb una temperatura 1.500 graus menor que l’entorn. • Es distingeix clarament a regió més fosca (umbra) i l’entorn filamentós (penumbra). • S’originen per la presència de camps magnètics molt intensos que inhibeixen la convecció i redueixen la lluminositat. • Les taques solen aparèixer per parelles de diferent polaritat a una latitud de 40º. Taques Solars

9. Taques Solars

10. Són fenòmens de tipus eruptiu i gran espectacularitat. • Es troben associades a la ruptura de les línies de camp magnètic en regions amb abundància de taques. • El material segueix aquestes línies de camp realitzant trajectòries vistoses • La temperatura del material arriba a uns 20.000 graus. • Les fulguracions afecten a la capa ionosfèrica de la Terra produint el que coneixem com a aurores. Protuberàncies i Fulguracions

11. Protuberàncies i Fulguracions

12. Ejeccions de Matèria Coronal

13. Aurores

14. Planeta més proper al Sol. • D’aspecte semblant a la Lluna (molts cràters)  Superfície vella, sense procés regenerador. • Sense atmosfera. • Densitat molt elevada. • Any i dia de duració similar. Mercuri

15. Mercuri Caloris Basin captat per la Mariner 10. Fa més de 1000 km de diàmetre i va ser creat per l’impacte d’un gran meteorit fa milions d’anys. Es poden veure fractures (a dalt a la dreta) i crestes. Cràter de Mercuri de 100 km de diàmetre. Es pot apreciar l’estructura de terrasses i el pic central producte de l’impacte.

16. Màxima elongació de 48º  Més fàcil d’observar que Mercuri. • Posseeix atmosfera. Gran efecte hivernacle (pel CO2). Tª = 440ºC • Cobert per densa capa de núvols d’H2SO4 • Rotació retrògrada i lenta. • Superfície sense cràters  quin és el mecanisme de regeneració? • Trànsits molt menys freqüents que a Mercuri. Proper trànsit 8 de juny de 2004. Venus

17. Venus Degut a que els núvols no deixen veure la superfície de Venus des de fora de la superfície s’han d’utilitzar altres tècniques, com ara el radar. Cràter Golubkina de 34 km de diàmetre vist amb el radar Reconstrucció 3D del cràter Golubkina

18. Planeta més gran dels interiors. • Posseeix atmosfera amb grans quantitats d’oxigen (21%). • Té aigua líquida a la superfície. • Camp magnètic important. • Geològicament activa. Tectónica de plaques. • Hi ha VIDA!!! La Terra

19. L’atmosfera de la Terra conté núvols d’aigua que poden formar grans tempestes i fins i tot huracans, com aquest de 1985, anomenat Elena, que va assolir les costes de Florida. La Terra

20. Les precipitacions provoquen que l’aigua circuli per la superfície sòlida dels planetes, creant sistemes fluvials (a dalt veiem un de Yemen) que van a parar de nou al mar, formant a la seva desembocadura deltes com el de l’Ebre. La Terra

21. La Terra Pols del Sàhara sobre les illes Canàries Erupció a l’illa de Montserrat, març 2002

22. La Lluna • Molt assemblat a Mercuri. • Superfície saturada de cràters. • Sense atmosfera. • Període rotació = Període orbital  Mateixa cara visible des de la Terra. • Zones fosques (Maria) i zones clares (Highlands).

23. La Lluna és l’únic cos celest que ha trepitjat l’home, traient la Terra. Ho va fer per primer cop Neil Armstrong el 20 de juliol de 1969. La Lluna

24. Mart • El seu dia dura gairebé igual que el de la Terra. • Atmosfera poc densa i composta essencialment de CO2. • No hi ha saturació de cràters  Mecanisme de regeneració? • Aigua en el subsòl. • 2 satèl·lits (Fobos i Deimos)

25. A Mart hi ha tempestes globals de sorra que poden obscurir el planeta totalment Mart

26. En el passat marcià és possible que hi hagués hagut aigua circulant per la superfície. La fotografia de l’esquerra recorda al sistema fluvial que hem vist a Yemen. A la dreta veiem com l’aigua del passat va deixar rastres a la superfície. Mart

27. La gran majoria es troben entre Mart i Júpiter (distància promig = 2.8 UA). • Ceres, el més gran amb 800 km de diàmetre, va ser el 1er a ésser descobert (1 de gener de 1801). • Es coneixen uns 5000 asteroides amb òrbita ben determinada. • 12 febrer de 2001, NEAR va aterrar a l’asteroide Eros. • Ida té un satèl·lit anomenat Dactyl (fotografia). Els Asteroides

28. Júpiter • Planeta més gran del Sistema Solar. • Planeta format majoritàriament d'hidrogen i heli en estat gasós, amb traces de metà i amoníac que li dóna color als seus núvols. • Posseeix un gran camp magnètic. • Té, al menys, 52 satèl·lits. • Té un anell molt prim.

29. A l’atmosfera de Júpiter es pot apreciar una gran taca, coneguda com a Gran Taca Vermella. És una enorme tempesta (recordeu la foto de l’huracà vist a la Terra?) descoberta l’any 1664. La seva grandària és 40000 x 13000 km. Júpiter

30. Anell de Júpiter: Satèl·lits galileans (descoberts per Galileu l’any 1610): Júpiter Ganímedes Cal·listo Ío Europa

31. Saturn • 2on. Planeta més massiu del Sist. Solar • Té un sistema d’anells molt visible. • Composició i estructura semblant a Júpiter. • Densitat molt baixa (suraria a l’aigua). • Molt axatat pels pols.

32. El sistema d’anells de Saturn està format per milions de petits fragments de gel i roca orbitant el seu pla equatorial. S’acostumen a dividir en 3 regions principals: A, B i C, separades per zones menys denses, les divisions. La divisió més gran és la de Cassini. Saturn

33. Descobert per W. Herschel l’any 1781. • Eix de rotació molt inclinat  cicle d’estacions molt estrany. • Composat d’H2, de metà (que li dóna el color blavòs), acetilè i petites quantitats d’hidrocarburs. • Completament llis (alguns núvols prims). • També té anell. Urà

34. Descobert gràcies a les lleis de Newton, degut a les pertorbacions que provocava en Urà, per J.G. Galle l’any 1846. • Té els vents més forts mesurats en cap planeta del sist. solar (2000 km/h). • Gran Taca Fosca. • Té sist. d’anells i 8 satèl·lits. Neptú

35. Gran Taca Fosca Núvols a Neptú Neptú

36. Descobert l’any 1930 per Clyde Tombaugh. • Únic planeta del sistema solar no visitat per cap sonda terrestre. • Plutó és mes petit que la Lluna. • Degut a l’excentricitat de la seva òrbita a vegades està més a prop del Sol que Neptú. • Plutó i Caront orbiten al voltant d’un punt comú. Plutó / Caront

37. S’acostumen a definir com a “boles de neu bruta”. Són cossos petits compostos de gel i pols. • Procedeixen de l’exterior del Sistema Solar. Quan s’apropen al Sol, el gel es sublima, desprenent-se en forma de cua. • Acostumen a tenir 2 cues: • Cua de partícules pesades que la pressió de radiació no pot desviar gaire. Segueixen el recorregut del cometa. • Cua de partícules lleugeres. La pressió de radiació del vent solar les empeny en direcció contraria al Sol. Els Cometes

38. Les Estrelles La pràctica totalitat dels objectes que observem en el cel són estrelles integrades a la nostra Galàxia. Veiem objectes en totes direccions, però hi ha una major concentació en les direccions del pla galàctic. La única informació que rebem és gràcies a la llum i això ens permet determinar tot un seguit de paràmetres estel·lars: Distàncies i velocitats Composicions químiques Masses i Radis Fases evolutives ../..

39. Taula 3.1:Els estels més brillants.

40. Fases Evolutives Les estrelles passen per les següents etapes evolutives: Naixement. Medi Interestel·lar Seqüència principal Fase de gegant vermella Etapes finals depenent de la massa: • 0.08 Msol < M < 0.5 Msol Nanes blanques (WD) • 0.5 < M < 2.25 Msol  Nebulosa planetària (NP) + WD • 2.25 < M < 6-9 Msol NP o Supernova (SN) • 9 < M < 20 Msol SN + Estel de Neutrons (NS) • 20 < M < 35 Msol  SN + Forat Negre (BH) • M > 35 Msol  Forat Negre (BH)

41. Naixement de les estrelles Les estrelles provenen del medi interestel·lar i retornen part de la seva massa a aquest medi.

42. M45-Pleiades Cúmuls d’estrelles Un cop finalitzat el procés de formació estel·lar si l’agrupació que s’ha constituït té les estrelles vinculades gravitatòriament diem que es tracta d’un cúmul. En general contenen entre centenars i milions d’objectes segons el tipus de cúmul que es tracti.

43. Nanes blanques Són objectes de densitat molt elevada i petites dimensions. Segons la teoria es demostra que el seu radi és major quan més petita és la seva massa. El límit màxim de massa d’un objecte d’aquest tipus es de 1.4 Msol (límit de Chandrasekhar). Aquests objectes es van refredant amb el pas del temps fins a fer-se invisibles. El primer objecte d’aquest tipus es ser descobert és Sirius B, companya de Sirius l’estel més brillant del cel. Sirius B té un diàmetre inferior al de la Terra!!!

44. Nebuloses planetàries Nebulosa de l’Hèlix Hourglass Nebula El seu nom té l’origen en la ‘semblança’ que mostren amb els planetes, sobretot amb els planetes amb anells com Saturn. Consisteix en un embolcall expulsat de l’estrella que sol prendre una forma semblant a una closca esfèrica. En el seu interior es pot observar un objecte dèbil, el nucli de l’antiga estrella convertit ara en nana blanca.

45. Stingray Nebula NGC7293 Nebuloses planetàries

46. Supernoves Nebulosa de Vela Aquesta és una fase definitiva per l’objecte que la sofreix ja que pot arribar en alguns casos a destruir completament l’estrella. Explosió d’una estrella massiva (Tipus II) o degut a la transferència de massa en un sistema doble (Tipus I). En l’explosió s’allibera una quantitat d’energia immensa (1053 erg) i aprofitant-ho es poden formar elements més pesats que el ferro, que anteriorment no s’haurien sintetitzat. M1, Nebulosa del Cranc

47. Púlsar M1 Nebulosa del Cranc

48. Forats negres Es caracteritzen pel fet que res situat a dintre del seu Horitzó pot sortir-ne, inclosa la llum. Qualsevol material que s’introdueixi en un forat negre desapareix de l’univers observable. No es poden observar directament per això tot sovint es parla de ‘candidats’ a forat negre. És possible detectar-los degut a que el material que està caient cap a un forat negre emet energía en forma de raigs X. També és poden produir en sistemes dobles on es poden detectar per la caiguda de material procedent de l’estrella companya. Un dels exemples més típics de candidat a forat negre és Cygnus X1 amb unes 10 Msol.

49. Forats negres

50. La Nostra Galàxia • Al cel nocturn podem veure una banda d’aspecte lletòs. No és res més que la perspectiva del disc galàctic. Per això, a la nostra Galàxia l’anomenem Via Làctia. • Les estrelles que veiem al cel pertanyen totes a la nostra Galàxia. • A la Via Làctia hi ha uns 200000 milions d’estrelles. • A simple vista podem veure només unes 3000 estrelles (absorció interestel·lar). És precissament aquesta absorció interestel·lar la que va impedir conèixer l’Estruct. Galàctica fins als anys 20-30 del segle XX.