il cielo come laboratorio anno scolastico 2008/09
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“Il Cielo come Laboratorio”
anno scolastico 2008/09
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Asiago, 3 – 7 febbraio 2009
Liceo Scientifico “E. Curiel” - Padova
Valentina Guglielmo, Nicola Amoruso, Angelo Colombo
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DISPERSIONE DI VELOCITA’ IN GALASSIE ELLITTICHE
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Fonti, tecniche e svolgimento del lavoro:
Fonte dati: • archivio SDSS
• articolo “A Survey of Galaxy Redshifts. Data Reduction Techniques” di Tonry and Davis, the
Astronomical Journal
Tecniche:Correlazione incrociata ed analisi spettrale
Software:IRAF - FXCOR
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La dispersione di velocità fornisce una stima del moto caotico delle stelle attorno al centro di massa
della galassia.
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Le galassie ellittiche sono composte prevalentemente di stelle di prima popolazione (classe K).
Il loro spettro è la somma degli spettri delle stelle dalle quali sono composte.
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Confrontando le righe dei due spettri (privati del continuo)
Si ottiene un picco di correlazione (con il
programma Iraf Fxcor) che si approssima ad una gaussiana e permette il
calcolo della dispersione
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Il significato fisico della dispersione è dato da
1N
vvσ
2
Cioè la deviazione standard delle velocità lineari stellari rispetto alla velocità media
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Utilizzando i valori delle dispersioni e i raggi efficaci delle singole galassie si può calcolare la massa
G
σRe=M
0.33
2
G
σRe=M
0.33
2
G
σRe=M
0.33
2
G
σRe=M
0.33
2
G
σRe=M
0.33
2
G
σRe=M
0.33
2
G
σRe=M
0.33
2
La formula deriva dal teorema del viriale (2Ek + U = 0) con la sostituzione v = cost * σ
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Confrontando i valori di massa e dispersione ottenuti si osserva che confermano la proporzionalità prevista
costG
σ = R
M 2 1
costG
σ = R
M 2 1
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
0,00E+00 2,00E+10 4,00E+10 6,00E+10 8,00E+10
M/Ref (Mo/")
Dis
pers
ion (
Km
/s)
Infatti la dispersione cresce con la “densità di massa lineare” della galassia
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Conclusioni
All’ aumentare della massa di una galassia (ellittica) aumenta anche la caoticità del moto delle stelle al suo
interno, e quindi la dispersione.
Una simile relazione può valere per qualsiasi insieme di corpi in moto attorno a un centro di massa,
a meno di una costante
Si può supporre che materia oscura e buchi neri alterino tali relazioni
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Un particolare ringraziamento ai proff. Stefano Ciroi e Francesco di Mille
Si ringrazia il Dipartimento di Astronomia dell’Università di Padova e la Dirigenza del Liceo scientifico “E. Curiel” di
Padova
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