““Las supernovas y la expansión del Universo”Las supernovas y la expansión del Universo”Carlos G. BornanciniCarlos G. Bornancini

Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Observatorio Astronómico de Córdoba

““Einstein y su modelo de Universo”Einstein y su modelo de Universo”

Corrimiento hacia el rojo Corrimiento hacia el rojo de las líneas espectrales de las nebulosasde las líneas espectrales de las nebulosas

Vesto Slipher (1912)

Distancia

Velo

cidad

Edwin Hubble y la expansión del Edwin Hubble y la expansión del UniversoUniverso

Distancias: magnitud Distancias: magnitud aparente y absolutaaparente y absoluta

( ) 5log5 −×=− rMm

Magnitud aparente

Magnitud absoluta

Distancia en parsecs

Henrrietta Swan Leavitt

(1868-1921).

Tiempo (días)

PbaM v log66 +=

Período (escala logarítmica, días)

Mag

nitu

d

( ) 5log5 −×=− rMm

PbaM v log66 +=

Cefeidas en galaxiasCefeidas en galaxias

D=50 millones de años luzHST 80 millones de años luz2500 galaxias

Nuestra galaxia: la Vía LácteaNuestra galaxia: la Vía Láctea

100.000 años luz

27.000 años luz

0.00137 años luz (12 horas luz)

La Vía Láctea: dimensionesLa Vía Láctea: dimensiones

400-<2000 años luz

160 km

SolProx. centauri

Vía Láctea Andrómeda

3 m

Clasificación de galaxias: Secuencia de HubbleClasificación de galaxias: Secuencia de Hubble

Galaxias elípticas

Galaxias espirales con barra

Galaxias espirales

Galaxias lenticulares

Galaxias irregulares

Galaxias espirales normalesGalaxias espirales normales

Galaxias espirales con barraGalaxias espirales con barra

Galaxias elípticasGalaxias elípticas

Galaxias interactuantesGalaxias interactuantes

Descomposición espectral de la Luz

Corrimiento hacia el rojoCorrimiento hacia el rojo

galaxia muy

distante

Galaxia Distante

Galaxia Cercana

Estrella

Laboratorio(referencia)

Longitud de onda

Efecto DooplerEfecto Doopler

λ

λ′

Laboratorioen reposo

Galaxia

λλλ −′

=z zcv ×=

Corrimiento al rojoCorrimiento al rojo

Ley de Hubble

Universo en expansiónUniverso en expansión

Hubble (1926-29).Hubble (1926-29).

dHv ×=

Tvd ×=

TdHd ××=

HT

1=

Edad del UniversoEdad del Universo

Vel

oci

dad

k

m/s

eg

Distancia (Mpc)

Ley de Hubble

Final del UniversoFinal del Universo

Analizar cuantas galaxias hay en un determinado volumen nos da información sobre la “forma” del espacio

Ley del inverso de la distancia al cuadradoLey del inverso de la distancia al cuadrado

Brillo aparente de un objeto

2

1

r∝

( ) 5log5 −×=− rMm

Diagrama de HubbleDiagrama de HubbleSupernovas tipo IaSupernovas tipo Ia

( ) 5log5 −×=− rMm

•Objetos muy brillantes•Distribuidos por todo el Universo•Que exista una ley para conocer sus brillos intrínsecos

Diagrama de HubbleDiagrama de HubbleSupernovas tipo IaSupernovas tipo Ia

Animacion SN

Video SN

Evolución de las estrellasEvolución de las estrellas

SN 1987a, tipo II (Nube Mayor de Magallanes)

SN1006c

• En el Sol se fusionan 700 millones de toneladas de Hidrógeno por segundo

• La energía irradiada en 1s equivale a la explosión de 10.000.000 de bombas atómicas

• El Sol produce en 1s, 760.000 veces la producción energética de toda la tierra en 1 año• Por cada kilo de hidrógeno que se fusiona, 7 grs. se convierten en energía

Supernova: la misma energía que la irradiada por el Sol en 10 000 000 000 de años

Supernovas distantes

Las explosiones más grandes son más luminosas y duran mas tiempoLas explosiones más grandes son más luminosas y duran mas tiempo

Diagrama de HubbleDiagrama de HubbleSupernovas tipo IaSupernovas tipo Ia

Premio Nobel de Premio Nobel de Física 2011Física 2011

Edad del Universo13.7+/-0.2 Gyrs

Nuestro Sol

Hidrógeno 73,46%

Helio 24,85%

Oxígeno 0,77%

Carbono 0,29%

Hierro 0,16%

Neón 0,12%

Nitrógeno 0,09%

Silicio 0,07%

Magnesio 0,05%

Azufre 0,04%

Composición de la fotósfera

Temperatura superficial: 6000 ºCTemperatura en el núcleo: 13.600.000 ºC

Hidrógeno 708 grsHidrógeno 708 grsHelio 247 grsHelio 247 grsOxígeno 36 grsOxígeno 36 grsCarbono 3 grsCarbono 3 grsNeón 4 grsNeón 4 grsOtros 2 grsOtros 2 grs

Hidrógeno 100 grsHidrógeno 100 grsHelio ---Helio ---Oxígeno 648 grsOxígeno 648 grsCarbono 181 grsCarbono 181 grsSodio 3 grsSodio 3 grsCalcio 2 grsCalcio 2 grsPotasio 1 grPotasio 1 gr

OtrosOtros

Composición Química del Universo

Universo actualHumano

Hidrógeno 750 grsHidrógeno 750 grsHelio4 240 grsHelio4 240 grsDeuterio Deuterio Helio3 el resto Helio3 el resto Litio7Litio7

Universo primitivo

P. James E. Peebles

Robert Dicke

Una historia paralela:Una historia paralela:““La Radiación cósmica de fondo”La Radiación cósmica de fondo”

Una historia paralela:Una historia paralela:““La Radiación cósmica de fondo”La Radiación cósmica de fondo”

ProtónElectrónfotón

Tiempo

ProtónElectrónfotón

Tiempo380.000 años (después del Big Bang)

ProtónElectrónfotón

Tiempo380.000 años (después del Big Bang)

Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)

Parámetros cosmológicosWMAP

029.0734.0

026.0222.0

0028.00449.0

5.20.710

±=Ω±=Ω

±=Ω±=

Λ

c

b

H 11 −− Mpckms

De que está hecho el De que está hecho el Universo?Universo?

Telescopio Espacial HubbleTelescopio Espacial Hubble

Muchas Gracias!!!Muchas Gracias!!!

BibliografíaBibliografía

““Corazones solitarios en el Cosmos” Corazones solitarios en el Cosmos” (1991).(1991). Dennis Overbye, Ed Planeta““El Universo Extravagante” El Universo Extravagante” (2006).(2006). Robert P. Kirshner. Ediciones Ciruela““Biografía del Universo”Biografía del Universo” (2007). John Gribbin. Ed Crítica. (Drakontos bolsillo)Ed Crítica. (Drakontos bolsillo)““El Universo en una cáscara de nuez” El Universo en una cáscara de nuez” (2011). Stephen Hawking. Ed Crítica. (Drakontos bolsillo)(2011). Stephen Hawking. Ed Crítica. (Drakontos bolsillo)““Los tres primeros minutos del Universo”Los tres primeros minutos del Universo” (1977). Steven Weinberg. Biblioteca Científica Salvat