il cielo come laboratorio 2008/2009
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IL CIELO COME LABORATORIO 2008/2009. Enrico Cescon , Luca Fardin , Eleonora Maset , Enrico Pandin , Carlo Maria Scandolo Liceo Scientifico “Guglielmo Marconi”, Conegliano (TV). Studio della Storia di Formazione Stellare con STARLIGHT. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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IL CIELO COME LABORATORIO 2008/2009
Enrico Cescon, Luca Fardin, Eleonora Maset, Enrico Pandin, Carlo Maria Scandolo
Liceo Scientifico “Guglielmo Marconi”,
Conegliano (TV)
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Studio della Storia di Formazione Stellare con STARLIGHT
Lo scopo del lavoro svolto è stato la stima della 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.
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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
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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
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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
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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
Formazione delle galassie
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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
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u g r i z
3551 Å
4686 Å
6165 Å
7481 Å
8931 Å
Il telescopio utilizza un sistema di filtri a banda larga chiamato UGRIZ, le cui lunghezze d’onda
medie sono:
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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
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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
0
0
z
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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
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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:
45452211
45
1
... sasasasaSpi
ii
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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.
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Tabella di output di STARLIGHT con la frazione in millesimi di luce emessa dalle stelle delle 15 classi d’età
Classe di etàEtà (yr) Luce
1 1*10^6 27,7670000000
2 3,16*10^6 47,7420000000
3 5,01*10^6 0,0000000000
4 1*10^7 164,2960000000
5 2,512*10^7 98,2490000000
6 4*10^7 3,6326388889
7 1,0152*10^8 13,5470000000
8 2,8612*10^8 43,9860000000
9 6,4054*10^8 0,0000000000
10 9,0479*10^8 0,0000000000
11 1,434*10^9 60,1610000000
12 2,5*10^9 284,6050000000
13 5*10^9 31,1780000000
14 1,1*10^10 87,7220000000
15 1,3*10^10 152,3630000000
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Esempi di grafici realizzati con i dati forniti da STARLIGHT
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14
111
9
15spirali blu con più di 8 eventi
spirali blu con meno di 8 eventi
spirali rosse con più di 8 eventi
spirali rosse con 8 eventi
ellittiche con 5 eventi
Risultati
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25
5
5
1
14spirali blu con evento < 10^8 anni fa
spirali rosse con evento < 10^8 anni fa
spirali rosse senza evento a 10^8 anni fa
ellittiche con evento < 10^8 anni fa
ellittiche senza evento a 10^8 anni fa
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Grafico della SFH di una galassia a spirale blu
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Grafico della SFH di una galassia a spirale blu con consistenti eventi di formazione più recenti di 10^8 anni fa
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Grafico della SFH di una galassia ellittica
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Grafico della SFH dell’unica galassia ellittica con un evento di formazione a 10^8 anni fa
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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
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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/