Post on 22-Apr-2015
Nossa Galáxia
R. BoczkoIAG - USP
020206
Via-Láctea
Horizonte
Via Láctea = Nossa Galáxia = A Galáxia(Latim) (Grego)(Caminho de Leite)
Via Láctea
GaláxiaGalileu (1610) descobriu a composição estelar
Nuvem de estrelas em Sagitarius
Nossa Galáxia
Via Láctea vista por Via Láctea vista por “olhos” diferentes“olhos” diferentes
Espectro Eletromagnético e a transparência da atmosfera
Raios Raios X UV Infra_vermelho
IR
Ondas rádio
Vis
ível
Solo
Topo daatmosfera(300 km)Opaco
Transparente
10-4 Å 1 Å 1 1 cm 100 m 1 m
10-4 Å 1 Å 1 1 cm 100 m 1 m
Via Láctea vista em diferentes
cores
Rádio
Visível
Raios Gama
Infravermelho
Raio X
Céu fotografado pelo IRASSatélite Astronômico no Infravermelho
Tamanhoscomparados
Tamanhoscomparados
Sol
Lua
Terra
Distânciascomparadas
Distâncias comparadasTerraD= 1 cm
LuaD = 0,4 cm
SolD = 109 cm
30 c
m
100 m
Sistema Terra - Lua
384.000 km~ 1 s.l.
Sistema Terra-Lua & Sistema Solar
384.000 km
~ 1 s.l.
Plu
NetUra
Jup
Sat VênMar
Ter + LuaMer
Terra-Sol150.000.000 km
8m 15s luz
Sistema Solar & Estelar Local
Terra-Sol150.000.000 km
8m 15s luz
Plu
NetUra
Jup
Sat VênMar
Ter + LuaMer
Sol - Próxima40 trilhões de km
4,4 a.l.
Sistema Local de Estrelas & Nossa Galáxia
Sol - Próxima40 trilhões de km
4,4 a.l.Próxima
Sol
100.000 AL100 bilhõesde estrelas
Via Láctea & O UniversoSol
100.000 a.l.
30.000 a.l.
100 bilhõesde estrelas
15 bilhões de a.l.
Andrômeda2.000.000 a.l.
Nuvens deMagalhães
100 bilhõesde galáxias
Nosso Universo
100 bilhõesde galáxias
15 bilhões de a.l.
Andrômeda2.000.000 a.l.
Nuvens deMagalhães
Universo
Nossa Galáxia
Sistema Local de Estrelas
Sistema Solar
Terra & Lua
A Terra A Terra no no
UniversoUniverso
Serhumano
Terra
Nossa Galáxia
Nossa Galáxia
Sol
Braço dePerseu
Braço deSagitário
Núcleo
30.000 a.l.
3.000 a.l.
50.000 a.l.
Visão Frontal
Braço
Sub-Braço de Orion
Nossa Galáxia
Aglomeradosglobulares
Poeira
Halo
DiscoGaláctico
Bojogaláctico
30.000 a.l.
3.000 a.l.
50.000 a.l.
300 a.l.
Visão de Perfil
Como sabemos a forma da Nossa Galáxia ?
“Foto” da Cidade
d
“Foto” da Galáxia
Braço deSagitário
Alfa=Tantoe
Delta= Tanto
, d
Com e
obtemos e d !
Com e d obtemos
esse ponto !
Sol
Ta-ta-ta-tchin! Eis a foto da
Galáxia!
Nossa Galáxia
Região vista a olho nu
Braços da Galáxia nas proximidades do Sol
Braço de Perseu
Braço de Órion
Braço de Sagitário
Sol
Centro daGaláxia
Esquema da Galáxia
Posição do Plano GalácticoPosição do Plano GalácticoPN
PNG
CG
T
Equador
Plan
oga
láct
ico
62,4o
32,3o
NAG
NAG= 18h49m
= 0,0o
PNG= 12h49m
= 27,6o
CG= 17h42,4m
= - 28,9o
Rotação da Galáxia
0 50Periferia
30 402010 k a.l.150
250km/s
200
Vrotação
Sol
220km/s
Medidas feitas principalmente com radiotelescópios na faixa de = 21 cm
Período de rotação = 250 Milhões de anos (Sol deu 20 voltas em torno do centro galáctico)
Centro
Distância ao centro
Padrão Local de RepousoLSR = Local Standard of Rest
Braço
Núcleo
SolLSR
Ponto que, num instante, está
centrado no Sol e move-se com
movimento circular uniforme em torno
do Centro Galáctico
Período orbital do Sol em torno do centro
galáctico:~250 milhões de anos
Velocidade peculiar do Sol:
16,5 km/sem direção do Ápex Solar, na constelação de
Hércules
Componentes da Galáxia
• Estrelas• Campo de Radiação• Meio interestelar• Campo Magnético galáctico• Raios Cósmicos
• Estrelas• Campo de Radiação• Meio interestelar• Campo Magnético galáctico• Raios Cósmicos
Estrelas
Estrelas
Corespondem de 80 a 90% da massa da Galáxia
• Estrelas isoladas (raras)
• Sistemas binários ou múltiplos
• Aglomerados Abertos
• Aglomerados Globulares
Estrela isolada
Constelação de Orion
Betelgeuse
Rigel
Aglomerados Abertos
• Muito numerosos na Galáxia • De 10 a 1000 estrelas• Diâmetro com dezenas de anos-luz• Forma irregular• Localizadas no Plano Galáctico• Têm abundância normal de elementos químicos• Têm idades variadas• Vários têm estrelas com material pré-ejetado• Estrelas de População I
DiscoGaláctico
Aglomerado Aberto Jovem( NGC 3293 )
Aglomerados abertos
Aglomerados Globulares
• São raros (cerca de 100 na Galáxia)• Contêm de 100.000 a 1.000.000 de **• Têm a forma esférica
• São de estrelas mais velhas• Formadas de material primordial da Galáxia• Estrelas de População II• Menor abundância de elementos pesados na superfície
Aglomeradoglobular
Aglomerado Globular
M 13
Diâmetro = 2000 ALEstrelas = 1.000.000
Aglomerado globular
Aglomerado globular NGC 6093
Aglomerado globular
Populações estelares
Notação deionização dos
elementosE I
E II
E III
E IIII
ÁtomoNeutro
Ionizado1 vez
Ionizado2 vezes
Ionizado3 vezes
Indicativos de Composição química
X = mHidrogênio / mTotal
Y = mHélio / mTotal
Z = mMetais / mTotal
Baixa metalicidade
Z = 0,001
Alta metalicidade
Z = 0,02
Metal = tudo que não é H ou He
(definição usada, mas errada!)
Populações estelares
População I (Alta metalicidade)• Jovem (< 0,1 Bilhões de anos)
•Gás•Poeira•Estrelas tipo O e B•Estrelas T-Tauri•Aglomerados galácticos jovens•Regiões H II
• Velha ( 0,1 a 10 Bilhões de anos)•Sol•Estrelas tipo A•Estrelas Anãs vermelhas•Aglomerados galácticos velhos
(Proposta de Baade em 1944)
População II (Formadas na juventude da Galáxia)• Disco ( 3 a 10 Bilhões de anos)
•Estrelas tipo Novas•Estrelas RR Lyrae (de curto período)
• Intermediária ( 10 Bilhões de anos)•Estrelas de alta velocidade•Variáveis de longo período
• Extrema ( > 10 Bilhões de anos)•Aglomerados globulares•Estrelas sub-anãs•Estrelas RR Lyrae (de longo período)
Distribuição das populações
400 a.l.
1.500 a.l.
Plano galáctico
500 a.l.
3000 a.l.
5.000 a.l.
50.000 a.l.
I JovemI Velha
II Disco
II Intermediária
II Extrema
Bojogaláctico
Halo
Disco
z
0
Paradoxo!
Hidrogênio+
Elementos pesados
Hidrogênio
EstrelaJovem
EstrelaVelhaComposição
superficial
Reações de fusão nuclear:
Leve + Leve Pesado
Numa estrela:
Mudanças na composição química do Sol
100%
75
50
25
0 %Centro Superfície
Composição inicial de Hidrogênio
Composição inicial de Hélio
O C N Ne Si Fe
Composição atual de Hélio
Composição atual de Hidrogênio
Formação contínuade estrelas
H
AnãBranca
Super-nova
Buraconegro
Matériaejetada
Estrela
Mei
o i
nte
rest
elar
Estrela denêutrons
Leve
Média
Pesada
Composiçãoestelar
Estrela Velha
Hidrogênio
Hidrogênio
Elementospesados
Hidrogênio
HidrogênioNo
nascimento
Hidrogênio+
Elementos Pesados
Hidrogênio+
Elementos Pesados
Estrela Jovem
PrimeiraGeração
SegundaGeração
15
1
0
5
0
-
5
-1
0H_R de Aglomerados Abertos
O_______B________A________F________G________K________M______
TipoEspectral
50.000 25.000 11.000 7.500 6.000 5.000 3.500 K
Ma
gn
itu
de
ab
so
luta
M
0,0
00
1
0,0
1
1
100
10.
000
1.0
00
.00
0
Lu
min
os
idad
e (
LS
ol=
1)
M*
Aglomerado [3] é bem velho. A falta do fosso (´gap´)
sugere evolução bem lenta (talvez por ter estrelas de
massa pequena)
Como ainda existem estrelas de grande massa na Seqüência
Principal, o aglomerado [1] é jovem
Aglomerado [2] é moderadamente velho, pois
as estrelas muito massivas já acabaram seu combustível
nuclear e sairam da Seqüência Principal
11
22
3
15
1
0
5
0
-
5
-1
0H_R de Aglomerados Globulares
O_______B________A________F________G________K________M______
TipoEspectral
50.000 25.000 11.000 7.500 6.000 5.000 3.500 K
Ma
gn
itu
de
ab
so
luta
M
0,0
00
1
0,0
1
1
100
10.
000
1.0
00
.00
0
Lu
min
os
idad
e (
LS
ol=
1)
Temperatura superficial
RR Lyrae
Aglomerado velho, pois as estrelas de grande massa já puderam evoluir
e sair da Seqüência Principal
Determinação de distâncias de aglomerados por comparação
Módulo de distância de aglomerados
O_______B________A________F________G________K________M______
TipoEspectral
50.000 25.000 11.000 7.500 6.000 5.000 3.500 K
Ma
gn
itu
de
ab
so
luta
M
0,0
00
1
0,0
1
1
100
10.
000
1.0
00
.00
0
Lu
min
os
idad
e (
LS
ol=
1)
15
1
0
5
0
-
5
-1
0
Hyades(Curva bem conhecida e
calibrada trigonometricamente para cerca de 200 estrelas)
d = 46 +/- 2 pcAglomeradoem estudo observado
com magnitude aparente m
m - M
m – M = 5 log d - 5
Campo de radiação
• Estrelas• Campo de Radiação• Meio interestelar• Campo Magnético galáctico• Raios Cósmicos
Campo de radiação
Originado pela:
_1_ Geração de energia pelas estrelas duranteas reações de fusão nuclear no seu interior(distribuição igual ao das estrelas)
_ 2_Explosão ´big-bang´ na formação do Universocorrespondente a uma radiação deCorpo Negro a 2,7 K(distribuição isotrópica)
Meio interestelar
• Estrelas• Campo de Radiação• Meio interestelar• Campo Magnético galáctico• Raios Cósmicos
Orion visto em duas cores diferentes
Infravermelho Visível
Meio interestelar• Corresponde a cerca de 10 a 20% da massa da Galáxia• Formada por:
• Gás• Hidrogênio (emite na faixa de 21 cm [1420 MHz])• Hélio (10%)• Traços de outros elementos pesados
• Poeira• Grafite• Ferro• Silicatos• Moléculas orgânicas (hidrocarbonetos aromáticos)
• Densidades variadas• Efeitos na luz:
• Extinção interestelar (Aumento de 1 magnitude por kpc viajado)
• Polarização da luz por reflexão (grãos)
NebulosaEta Carina
Nebulosa Escura( Barnard 86 )
NGC 6520
Nebulosa Escura daCabeça do Cavalo
Nebulosade Orion
Nebulosade emissão
Orion
Nebulosa de Orion
Extinção interestelar
Extinção interestelar
m
m - M = 5 log d - 5
d = 10 (m – M + 5) / 5
Meio interestelar
m´= m+aa = extinção
adisco = 1 mag / kpc d´ = 10 (m + a – M + 5) / 5
d = 10 (m´ - a – M + 5) / 5
d = d´ 10 (- a / 5)
Onde nascem as estrelas?
Proto-estrelas( NGC 2237 )
Aglomerado EstelarNuvem
Inicial
Glóbulosde Bok
Aglomerado Estelar
PlêiadesEstrelas Jovens
d = 400 a.l.Constelação do Touro
Aglomerado abertoNome = M45
Nuvens na Galáxia
MeioInternuvens
Nuveninterestelar
Meiointerestelar
Meiointerestelar
Meiointerestelar Meio
Internuvens
MeioInternuvens
DensidadesMeio internuvens 10-25 0,1Nuvem interestelar difusa 10-23 10Nuvem interestelar densa 10-20 104
Envelope circunstelar 10-16 108
Supergigante vermelha 10-8 1016
Fotosfera solar 10-7 1017
Atmosfera terrestre 10-3 1019
Água 1 1022
Sol 1,41 1024
Terra 5,5Anã branca 106 1030
Estrela de nêutrons 1015 1038
g/cm3 partículas/cm3
Nebulosa da Águia
PoeiraPoeira
Gás aquecidopor UV de estrelas.
Nenulosa de emissão
Berçário de estrelas
Detalhes em
Gygnus
Filamentos gasosos em Cygnus
Onde morrem as estrelas?
Nebulosa Planetária
Nebulosa Planetária NGC_3132
NGC_6543 a
Remanescente de Supernova
Nebulosa do Caranguejo( Constelação do Touro )
Visão atual dasupernova vistapelos chineses
em 1054
Contém um pulsar deperíodo de 33 milisegundos
RemanescenteRemanescentede Supernovade Supernova
( Vela )( Vela )
Explosão de estrela
Nebulosa da Tarântula
Campo magnético
• Estrelas• Campo de Radiação• Meio interestelar• Campo Magnético galáctico• Raios Cósmicos
Campos magnéticos
• Da ordem de 10-6 Gauss (na superfície da Terra é de 0,6 G)
• Detecção feita por:• Radiação de pulsares• Polarização da luz emitida por estrelas
Raios cósmicos
Partículas relativísticas
v ~ c
• Estrelas• Campo de Radiação• Meio interestelar• Campo Magnético galáctico• Raios Cósmicos
Raios cósmicos
• São partículas de alta energia:• Prótons• Elétrons• Núcleos leves
• Têm velocidades próximas à velocidade da luz• Origem: explosões de estrelas supernovas• Influem na nucleossíntese• Colisões com átomos de gás geram elementos leves:
• Li• Be• B (processo de espalação)
Composição relativa dos raios cósmicos
Elementos químicosRaios
cósmicosMédia no Universo
H 1.000,0 1.000,0
He 68,0 152,0
Li Be B 1,5 0,000.001.5
C N O F 4,4 1,5
Outros: Ne Fe Mg Si S Al Ni Ca
1,9 0,15
Fissão de núcleos por
colisão
H
H
H
H H
H
v<<c
v ~ c
Fim