IL CIELO COME LABORATORIO 2008/2009

1. IL CIELO COME LABORATORIO 2008/2009 Enrico Cescon, Luca Fardin, Eleonora Maset, Enrico Pandin, Carlo Maria Scandolo  Liceo Scientifico “Guglielmo Marconi”, Conegliano (TV)

2. Studio della Storia di Formazione Stellare con STARLIGHT Lo scopo del lavoro svolto è stato la stimadella SFH di 50 galassie attraverso l’analisi dei loro spettri Confrontando i dati ottenuti relativi a galassie a spirale ed ellittiche, è stato possibile verificare alcuni aspetti della teoria dell’evoluzione galattica relativi ai periodi di formazione stellare.

3. Le galassie • Sono grandi ammassi di stelle, polveri e gas • Si sono formate tra 600 milioni e 1 miliardo di anni dopo il Big Bang • Si possono dividere in: ellittiche, a spirale e irregolari

4. Le galassie ellittiche • Distribuzione uniforme di stelle • Decremento graduale della luminosità • Scarsa evidenza di gas e polveri • Formazione stellare concentrata nei primi momenti di vita

5. Le galassie a spirale • Presenza di un rigonfiamento centrale (bulge) • Presenza di bracci che si dipartono dal bulge • Discreta concentrazione di gas e polveri nei bracci • Formazione stellare distribuita in più momenti

6. Formazione delle galassie Parametri fisici che ne influenzano la forma: densità e momento angolare • Protogalassia densa e basso momento angolare galassia ellittica • Protogalassia poco densa e elevato momento angolare galassia a spirale

7. I dati • Spettri galattici ricavati dall’archivio DR6 del progetto SDSS • 50 spettri provenienti dalla porzione di cielo indicata in figura, con z<0.1 e -0.6<g-r<1.3

8. Il telescopio utilizza un sistema di filtri a banda larga chiamato UGRIZ, le cui lunghezze d’onda medie sono:

9. Spettro di una galassia a spirale; notare la linea Hα emessa dai gas riscaldati presenti Spettro di una galassia ellittica; notare l’assenza della linea di emissione Hα

10. Elaborazione dati • Rimozione dell’effetto di estinzione galattica dato dall’assorbimento da parte dei gas della galassia di alcune lunghezze d’onda dello spettro • Azzeramento del redshift grazie alla formula

11. Per eliminare il redshift si è preso come riferimento la riga Hα per le spirali e Na per le ellittiche • Modifica degli spettri per associare ad ogni pixel 1 Å di lunghezza d’onda • Smussamento spettri tramite la sostituzione di 5 successivi valori di λ con la loro media

12. STARLIGHT • Programma che stima la composizione stellare di una galassia analizzandone lo spettro, basandosi su combinazioni di 45 tipi di stelle suddivise in 15 classi d’età e 3 classi di metallicità • Utilizza un processo così schematizzabile:

13. In rosso lo spettro di una galassia a spirale modificato con IRAF. In blu lo spettro creato da STARLIGHT. In rosso lo spettro di una galassia ellittica modificato con IRAF. In blu lo spettro creato da STARLIGHT.

14. Tabella di output di STARLIGHT con la frazione in millesimi di luce emessa dalle stelle delle 15 classi d’età

15. Esempi di grafici realizzati con i dati forniti da STARLIGHT

16. Risultati

18. Grafico della SFH di una galassia a spirale blu

19. Grafico della SFH di una galassia a spirale blu con consistenti eventi di formazione più recenti di 10^8 anni fa

20. Grafico della SFH di una galassia ellittica

21. Grafico della SFH dell’unica galassia ellittica con un evento di formazione a 10^8 anni fa

22. Conclusioni • Verifica del collasso monolitico delle galassie ellittiche sono composte da stelle vecchie, rosse e fredde • Verifica della continuità della formazione stellare nelle galassie a spirale • Le ellittiche sono le galassie più vecchie dell’Universo, come già affermato da R. Bender

23. Bibliografia • Studio della Popolazione Stellare nelle Galassie di M. Bano, A. Campa, M. Gusella, F. Righetti - “Il cielo come laboratorio 2006-2007”, 2007. • Galaxies, Cosmology and Dark Matter di Bender R. – Conferenza, 2000. • Star formation history in the Small Magellanic Cloud: the case of NGC 602 di M. Cignoni, E. Sabbi et al. – The Astrophysical Journal, 2009 • Introduzione all’astronomia di H. L. Shipman – Zanichelli, 2000 • http://www.sdss.org/dr6 • http://nedwww.ipac.caltech.edu/