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Le distanze in Astronomia06/11/2015 Società Astronomica G.V. Schiaparelli

Argomenti trattati

Distanze astronomiche: alcuni metodi di misura

Le galassie: morfologia e classificazione

Cosmologia: accenni

06/11/2015 Società Astronomica G.V. Schiaparelli

DISTANZE ASTRONOMICHE


DISTANZA E TEMPO

La Luna dista circa 384.000 km

A piedi (5km/h) = 8,7 anni

In auto (120km/h) = 4,5 mesi

In aereo (1000km/h) = 16 giorni

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DISTANZA E TEMPO

Il Sole dista 150.000.000 km (390 volte la Luna)

In aereo (1000km/h) = 17 anni (!!!)

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DISTANZA E TEMPO

Plutone dista 5.900.000.000 km (39,5 volte il Sole)

In aereo (1000km/h) = 671 anni (!!!)

Con le sonde spaziali: circa 10 anni

LA LUCE IMPIEGA INVECE SOLO 5,5 ORE

06/11/2015

06/11/2015

Società Astronomica G.V. Schiaparelli06/11/2015

LA MISURA DELLA TERRA

Poiché la distanza Siene-Alessandria era di 5.000 stadi (circa 787,5 km dato che 1 stadio = 157,5 m), Eratostene stabili la relazione:

7° : 360° = 5.000 stadi : x

da cui ricavò per la circonferenza un valore di 257.142 stadi, pari a 40.500 km circa.

Un valore sorprendentemente vicino al vero (40.009 km).

Il primo a misurare il raggio, e quindi la circonferenza, della Terra fu Eratostene nel II secolo a.C., basando i suoi calcoli sui seguenti dati:

- la distanza fra Alessandria e Siene (oggi Assuan), due città sullo stesso meridiano;

- la differente altezza raggiunta dal Sole a mezzogiorno del solstizio estivo nelle due città: a Siene, sul Tropico, il Sole arriva allo zenit (i raggi sono perpendicolari al suolo) mentre ad Alessandria arriva a circa 83° sull'orizzonte.

06/11/2015

1pc 10pc 100pc 1 kpc 10 kpc 100 kpc 1 Mpc 10 Mpc 100 Mpc 1000 Mpc

Parallasse

Parallasse Spettroscopica

Variabili Cefeidi (Popolazione I)

Supernovae Tipo Ia

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Legge di Hubble


06/11/2015

Parallasse trigonometrica

Sole

Terra

P

È un metodo privo di alcuna assunzione teorica!


Parallasse trigonometricaLalande 21185

P≈ 0,4 arcsec d = 2,5 pc = 8,15 al



Alberto Milani - Società Astronomica G.V. Schiaparelli

1 parsec: distanza alla quale l’angolo sotteso è 1’’

4,795 km

1 parsec = 3,26 anni luce = 30.857.000.000.000 km

d = 1

P[arcsec]

06/11/2015

Friedrich Wilhelm Bessel(1784 - 1846)

Matematico e astronomo tedesco

1838: prima misura della distanza di una stella (61 Cigni) con il metodo della parallasse

Misurò p = 0,31 arcsec, da cui dedusse d ≈ 3 parsec

D = 1/p

La misura più moderna è P = 0,28547 arcsec


Oggi:Telescopi da terra P > 0,01 arcsec d < 100 pc (poche migliaia di stelle)


HIPPARCOS(High Precision PARallax COllecting Satellite - ESA)

Prima missione dedicata alla misura delle parallassi stellariDistanze di stelle vicineMoto proprio delle stelle

Consorzio industriale:Matra Marconi Space (Franco-Britannica)Alenia Spazio (Italiana)

Lancio:18 agosto 1989, base spaziale ESA di Kourou (Guyana Francese)

Orbita:Originariamente: 36000km, geostazionariaPer un difetto al lancio: orbita altamente ellittica (perigeo 526 km, apogeo 36000 km)

Fine missione:17 agosto 1993

Quasi tutti gli obiettivi sono stati raggiunti


HIPPARCOS(High Precision PARallax COllecting Satellite)

Programma scientifico:1. Esperimento Hipparcos: Misura della posizione di circa 120000 stelle con precisione circa

0,002-0,004 arcsec2. Esperimento Tycho: Misura della posizione di circa 400000 con precisione circa 0,01 arcsec +

misura fotometrica in due colori

Risultati pubblicati nel 1997:3. Catalogo Hipparcos: 120000 stelle con precisione 0,001 arcsec4. Catalogo Tycho: più di un milione di stelle con risoluzione 0,02-0,03 arsec + fotometria

E ORA?


GAIA(Global Astrometric Inteferometer for Astrophysics – ESA)

Precisione astrometrica: 0,0001 arcsec!Osservazione di 1 miliardo di stelle fino mag. 20Ogni stella verrà osservata circa 70 volte

- alta precisione nella distanza, moti propri, cambiamenti di luminositàPrevisione della scoperta di migliaia di nuovi oggetti celesti

- pianeti extrasolari (più di 10000)- nane brune- migliaia di comete e asteroidi (nel sistema solare)

Lancio: 19 dicembre 2013Durata: 5 anniOrbita: Punto lagrangiano L2 (1,5 milioni di km dalla Terra)



Parallasse

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Amm

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Parallasse spettroscopica

Parallasse trigonometrica di stelle di un tipo spettrale mag assoluta per quel tipo spettrale

Campione di stelle dello stesso tipo spettrale in un ammasso

si può determinare la distanza dell’ammasso

Poiché la distanza è la stessa per tutte le stelle dell’ammasso si può calibrare il diagramma HR in termini di mag assoluta

Viene utilizzata principalmente per ammassi stellari in cui tutte le stelle sono alla stessa distanza


Le classi spettrali


Parallasse spettroscopicaFacciamo un esempio: Sirio. Stella bianco-azzurra di m -1,46, classe spettrale A1, parallasse 0,38”, distanza 8,6 a.l. (2,64 pc).

Tramite la relazione tra m e distanza ricavo M. M= 5 – 5 log d + m M = 1.4

Faccio l'assunzione che TUTTE le stelle di classe spettrale A1 abbiano una M pari a 1,4 (e così via per le altre classi spettrali).

Analizzando lo spettro di molte stelle di un ammasso globulare, ne calcolo la distanza perchè conosco m e M.


d = 10 (m-M + 5)/5


Parallasse


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Importanza delle misure astrometriche: GAIA!


Stelle variabili - CefeidiVariazione di luminosità di Delta Cephei

John Goodricke - 1784Cefeidi:Periodo: 1-135 giorniMassa: 5-7 MsunRaggio: 25-35 Rsun

Periodo


Variabili Cefeidi

Henrietta Swan Leavitt(1868 - 1921)

Astronoma statunitense

1912: osservazione di circa 1800 Cefeidi nelle Nubi di Magellano

Scoperta: le Cefeidi più brillanti hanno periodo più lungo!


Variabili Cefeidi


Variabili CefeidiÈ necessario calibrare (in magnitudini assolute) la relazione periodo-luminosità

Periodo

Luminositàapparente

Misura della distanza delle Cefeidi con altri metodi

Luminositàassoluta!

Società Astronomica G.V. Schiaparelli

M= 5 – 5 log d + m

06/11/2015


Parallasse



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Supernovae Tipo Ia

Sistemi di stelle binarie compatte

C’è passaggio di materia tra le due stelle

Gigante o supergigante

Nana bianca

L’aumento di massa causa l’esplosione della nana bianca

Si pensa che l’esito sia la completa distruzione della stella


Supernovae Tipo IaLuminosità massima


Supernovae Tipo Ia

Sono eventi rari! ∼1 supernova al secolo a galassia

Osservando migliaia di galassie regolarmente e frequentemente è possibile osservare decine e decine di supernovae all’anno



Parallasse



Supernovae Tipo Ia

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Effetto doppler

l0

l0 + Dl

z =Dl

l0


Effetto doppler


Spettri di galassie


Legge di Hubble1929, E. Hubble:

1. scopre che tutte le galassie si allontanano dai noi2. la velocità di allontanamento (redshif) cresce con la distanza

Legge di Hubble: la velocità di allontanamento cresce proporzionalmente con la distanza

Misure di Hubble

H0: Costante di Hubble


Legge di HubbleUna volta nota la costante di Hubble H0 si può utilizzare il redshift come indicatore di distanza

Obiettivo principale dell’Hubble Space Telescope Key Project

E. Hubble (1929)

Lancio HST



Parallasse



Supernovae Tipo Ia

Legge di Hubble

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M31

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GALASSIE


1920: “Il grande dibattito”

“Grande Nebulosa di Andromeda” - 1899

Harlow Shapley Heber D. Curtis

Oggetti ExtraGalatticiOggetti Galattici

Edwin Hubble


1920: “Il grande dibattito”


Classificazione

Ellittiche Spirali Irregolari


Morfologia: Ellittiche

Messier 87

64000 parsec


Morfologia: Spirali

Bulge

Spirale

Messier 81


Morfologia: Spirali

Gas e polvere interstellare


Morfologia: Spirali

Regioni formazione stellare

Messier 33


Morfologia: Spirali

Messier 104

17000pc

500pc


Morfologia: Spirali

NGC 891


Morfologia: Spirali barrate

NGC 1365


Morfologia: Spirali barrate

NGC 1300


Morfologia: Irregolari

Messier 82



NGC 4449



Centaurus A


E noi?


Via Lattea

Sole

8000 pc

220 milioni di anni


Rotazione

8/11/2013 Alberto Milani - Società Astronomica G.V. Schiaparelli

Messier 83

Come è fatta la spirale

Messier 81 NGC 4414

Grand design galaxy Flocculent galaxy


COSMOLOGIA


Radiazione cosmica di fondo


le distanze in astronomia - astrogeo.va.it · matematico e astronomo tedesco 1838: prima misura...

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