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ASTRONOMIA E lo studio dei corpi celesti presenti nellUniverso. E lo studio dei corpi celesti presenti nellUniverso. LUniverso è un insieme di galassie.

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2 ASTRONOMIA E lo studio dei corpi celesti presenti nellUniverso. E lo studio dei corpi celesti presenti nellUniverso. LUniverso è un insieme di galassie e si è formato tra 15 e 20 miliardi di anni fa mediante una violentissima esplosione ( Teoria del Big Bang). LUniverso è un insieme di galassie e si è formato tra 15 e 20 miliardi di anni fa mediante una violentissima esplosione ( Teoria del Big Bang). Teoria del Big Bang) Teoria del Big Bang) La prova di tale teoria è stata fornita da 2 ricercatori americani (Penzias e Wilson) attraverso la scoperta della radiazione cosmica di fondo, residuo dellenorme energia sprigionata dal Big Bang. La prova di tale teoria è stata fornita da 2 ricercatori americani (Penzias e Wilson) attraverso la scoperta della radiazione cosmica di fondo, residuo dellenorme energia sprigionata dal Big Bang. La composizione chimica dellUniverso è la seguente: idrogeno (76%), elio (23%), altri elementi (1%). E importante sottolineare che tutta la materia presente nellUniverso proviene dallesplosione a cui vanno incontro le stelle di grande massa quando arrivano agli ultimi stadi del loro ciclo evolutivo.

3 BIG BANG

4 TEORIE SUL FUTURO DELLUNIVERSO Teoria dellUniverso in espansione (aperto) secondo la quale le galassie continueranno ad allontanarsi e lUniverso continuerà ad espandersi (Grande Freddo). Teoria dellUniverso in espansione (aperto) secondo la quale le galassie continueranno ad allontanarsi e lUniverso continuerà ad espandersi (Grande Freddo). Teoria dellUniverso oscillante (chiuso) secondo la quale per effetto dellattrazione gravitazionale le galassie si avvicineranno fino a diventare una sfera di fuoco primordiale ( Big Crunch). Teoria dellUniverso oscillante (chiuso) secondo la quale per effetto dellattrazione gravitazionale le galassie si avvicineranno fino a diventare una sfera di fuoco primordiale ( Big Crunch).

5 LE GALASSIE Sono addensamenti di miliardi di stelle insieme a materia interstellare chiamata: nebulosa. Sono addensamenti di miliardi di stelle insieme a materia interstellare chiamata: nebulosa. Sono state scoperte nel 1926 da un astronomo americano di nome Edwin Hubble, il quale, eseguendo delle osservazioni, si accorse che esistevano stelle distanti da noi più del diametro dellintera via Lattea. Sono state scoperte nel 1926 da un astronomo americano di nome Edwin Hubble, il quale, eseguendo delle osservazioni, si accorse che esistevano stelle distanti da noi più del diametro dellintera via Lattea. La prima Galassia scoperta è quella di Andromeda, mentre le NUBI DI MAGELLANO sono le Galassie a noi più vicine. La prima Galassia scoperta è quella di Andromeda, mentre le NUBI DI MAGELLANO sono le Galassie a noi più vicine. Hubble ha anche scoperto che le galassie sono in allontanamento (Universo in espansione). Hubble ha anche scoperto che le galassie sono in allontanamento (Universo in espansione). Legge di Hubble: V = d * Ho (costante di Hubble) ossia la velocità di allontanamento delle galassie è direttamente proporzionale alla loro distanza originaria. Legge di Hubble: V = d * Ho (costante di Hubble) ossia la velocità di allontanamento delle galassie è direttamente proporzionale alla loro distanza originaria.

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7 CLASSIFICAZIONE DELLE GALASSIE (in base alla loro forma) Ellittiche se hanno forma ovoidale e la velocità di rotazione della massa galattica è modesta. Ellittiche se hanno forma ovoidale e la velocità di rotazione della massa galattica è modesta. A spirale se sono formate da un nucleo centrale da cui partono delle braccia composte da polveri, gas e stelle e la velocità di rotazione della massa galattica intorno al nucleo è molto elevata. A spirale se sono formate da un nucleo centrale da cui partono delle braccia composte da polveri, gas e stelle e la velocità di rotazione della massa galattica intorno al nucleo è molto elevata. A spirale barrata in cui le braccia partono da una specie di manubrio che attraversa il nucleo. A spirale barrata in cui le braccia partono da una specie di manubrio che attraversa il nucleo. Irregolari se non hanno una forma ben definita Irregolari se non hanno una forma ben definita

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9 LA VIA LATTEA E la galassia a cui appartiene il sistema solare e, quindi, la Terra. E costituita da circa 100 miliardi di stelle. E la galassia a cui appartiene il sistema solare e, quindi, la Terra. E costituita da circa 100 miliardi di stelle. E una galassia a spirale con un diametro di circa anni luce, possiede un nucleo centrale, che contiene un buco nero (Sagittario A), circondato da un rigonfiamento e da un disco costituito dai bracci a spirale. E una galassia a spirale con un diametro di circa anni luce, possiede un nucleo centrale, che contiene un buco nero (Sagittario A), circondato da un rigonfiamento e da un disco costituito dai bracci a spirale. anni luce anni luce Nel rigonfiamento le stelle, circa 10 miliardi, ruotano intorno al nucleo alla velocità di 100 Km/s, mentre le stelle presenti nel disco ruotano alla velocità di 200 – 250 Km/s, velocità alla quale ruota anche il Sole impiegando 230 milioni di anni (ANNO COSMICO) per compiere un giro completo. Nel rigonfiamento le stelle, circa 10 miliardi, ruotano intorno al nucleo alla velocità di 100 Km/s, mentre le stelle presenti nel disco ruotano alla velocità di 200 – 250 Km/s, velocità alla quale ruota anche il Sole impiegando 230 milioni di anni (ANNO COSMICO) per compiere un giro completo. Il Sistema Solare è situato su uno dei bracci del disco (braccio di Orione) alla distanza di circa anni luce dal centro. Il Sistema Solare è situato su uno dei bracci del disco (braccio di Orione) alla distanza di circa anni luce dal centro.

10 IMMAGINI DELLA VIA LATTEA

11 UNITA DI MISURA DI DISTANZA IN ASTRONOMIA U.A. ( unità astronomica) rappresenta la distanza media Terra – Sole (150 milioni di Km): questa unità viene utilizzata soprattutto per le distanze tra i corpi celesti del Sistema Solare. U.A. ( unità astronomica) rappresenta la distanza media Terra – Sole (150 milioni di Km): questa unità viene utilizzata soprattutto per le distanze tra i corpi celesti del Sistema Solare. Anno luce ( a. l.): è la distanza percorsa dalla luce nel vuota in un anno. Sapendo che la luce percorre Km/s, moltiplicando tale valore per tutti i minuti presenti in un anno, un anno luce corrisponde a circa miliardi di Km. Anno luce ( a. l.): è la distanza percorsa dalla luce nel vuota in un anno. Sapendo che la luce percorre Km/s, moltiplicando tale valore per tutti i minuti presenti in un anno, un anno luce corrisponde a circa miliardi di Km. Parsec corrisponde a 3,26 anni luce ed a U.A.: questa unità di misura viene usata per le distanze delle stelle. Parsec corrisponde a 3,26 anni luce ed a U.A.: questa unità di misura viene usata per le distanze delle stelle.

12 AMMASSI GALATTICI La maggior parte delle Galassie sono raggruppate in ammassi tenuti insieme dalla forza di attrazione gravitazionale. La via Lattea appartiene al GRUPPO LOCALE insieme ad altre 18 galassie. E una galassia di Seyfert perché il suo nucleo contiene un buco nero.

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14 LE NEBULOSE Rappresentano la materia interstellare presente allinterno delle galassie. Rappresentano la materia interstellare presente allinterno delle galassie. Sono formate da gas (soprattutto idrogeno ed elio) e da polvere cosmica. Sono formate da gas (soprattutto idrogeno ed elio) e da polvere cosmica. Nebulose luminose sono quelle che riflettono la luce di stelle vicine. Nebulose luminose sono quelle che riflettono la luce di stelle vicine. Nebulose planetarie sono quelle che avvolgono una stella. Nebulose planetarie sono quelle che avvolgono una stella. Nebulose oscure hanno alte temperature, ma sono prive di luminosità in quanto si trovano in mezzo alle stelle. Da tali nebulose nascono le nuove stelle. E importante sottolineare come, contrariamente a quanto si potrebbe credere, la materia oscura è molto abbondante nellUniverso, rappresentando circa i 9/10 di tutta la materia presente. Nebulose oscure hanno alte temperature, ma sono prive di luminosità in quanto si trovano in mezzo alle stelle. Da tali nebulose nascono le nuove stelle. E importante sottolineare come, contrariamente a quanto si potrebbe credere, la materia oscura è molto abbondante nellUniverso, rappresentando circa i 9/10 di tutta la materia presente.

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17 LE STELLE Sono corpi celesti costituiti da enormi quantità di gas(92% idrogeno, 7% elio ed 1% altri elementi chimici), tenuti insieme dalla forza gravitazionale. Le stelle emettono grandi quantità di energia sotto forma di luce e calore per mezzo di reazioni nucleari (la fusione). Sono corpi celesti costituiti da enormi quantità di gas(92% idrogeno, 7% elio ed 1% altri elementi chimici), tenuti insieme dalla forza gravitazionale. Le stelle emettono grandi quantità di energia sotto forma di luce e calore per mezzo di reazioni nucleari (la fusione). Durante la fusione nucleare 4 nuclei di idrogeno si trasformano in un nucleo di elio con la perdita di parti di massa della stella (difetto di massa) che si trasforma in energia secondo lequazione di Einstein E = m * c 2 (E = energia, m = massa e c = velocità della luce) ossia quando la massa scompare si trasforma in energia e viceversa. Durante la fusione nucleare 4 nuclei di idrogeno si trasformano in un nucleo di elio con la perdita di parti di massa della stella (difetto di massa) che si trasforma in energia secondo lequazione di Einstein E = m * c 2 (E = energia, m = massa e c = velocità della luce) ossia quando la massa scompare si trasforma in energia e viceversa. Le reazioni nucleari richiedono temperature elevatissime per essere innescate ( milioni di gradi). Ciò avviene e può avvenire solo nel nucleo delle stelle. Le reazioni nucleari richiedono temperature elevatissime per essere innescate ( milioni di gradi). Ciò avviene e può avvenire solo nel nucleo delle stelle.

18 PARAMETRI STELLARI (carattestiche che consentono di classificare le stelle) MASSA: è la quantità di materia presente nelle stelle. Da essa dipendono le dimensioni delle stelle che si dividono in: NANE (anche 100 volte più piccole del Sole), MEDIE (grandi quasi quanto il Sole), GIGANTI ( fino a 100 volte più grandi del Sole), SUPERGIGANTI (oltre 100 volte più grandi del Sole). MASSA: è la quantità di materia presente nelle stelle. Da essa dipendono le dimensioni delle stelle che si dividono in: NANE (anche 100 volte più piccole del Sole), MEDIE (grandi quasi quanto il Sole), GIGANTI ( fino a 100 volte più grandi del Sole), SUPERGIGANTI (oltre 100 volte più grandi del Sole). DENSITA: è il rapporto fra massa e volume di una stella. Le stelle piccole hanno densità maggiore perché la massa (ossia la quantità di materia che contengono) è maggiore rispetto al volume che occupano. Le stelle grandi, invece, hanno densità minore perché la massa (ossia la quantità di materia che contengono) è inferiore al volume che occupano. DENSITA: è il rapporto fra massa e volume di una stella. Le stelle piccole hanno densità maggiore perché la massa (ossia la quantità di materia che contengono) è maggiore rispetto al volume che occupano. Le stelle grandi, invece, hanno densità minore perché la massa (ossia la quantità di materia che contengono) è inferiore al volume che occupano. MAGNITUDINE: è la luminosità di una stella. Essa aumenta in relazione allaumento della massa della stella ( L = m 3 ). La magnitudine può essere: APPARENTE se viene valutata senza considerare la distanza di una stella dalla Terra ed ASSOLUTA se viene valutata considerando che le stelle si trovano tutte ad una stessa distanza dalla Terra, stabilita convenzionalmente in 10 parsec (32,6 anni luce). MAGNITUDINE: è la luminosità di una stella. Essa aumenta in relazione allaumento della massa della stella ( L = m 3 ). La magnitudine può essere: APPARENTE se viene valutata senza considerare la distanza di una stella dalla Terra ed ASSOLUTA se viene valutata considerando che le stelle si trovano tutte ad una stessa distanza dalla Terra, stabilita convenzionalmente in 10 parsec (32,6 anni luce).

19 PARAMETRI STELLARI (Colore e temperatura effettiva delle stelle) Stelle rosse Stelle rosse Stelle arancione Stelle arancione Stelle gialle Stelle gialle Stelle bianche Stelle bianche Stelle azzurre Stelle azzurre Stelle blu Stelle blu – 4.000° C – 4.000° C – 5.000° C – 5.000° C – 7.000° C – 7.000° C – ° C – ° C – ° C – ° C – ° C – ° C

20 CICLO EVOLUTIVO STELLARE Anche le stelle, così come accade per tutti gli esseri viventi, hanno un loro ciclo vitale: nascono, si evolvono e poi muoiono in relazione alla quantità di combustibile nucleare che contengono (idrogeno ed elio). Dai gas di cui sono fatte nascono altre stelle, in un lungo ciclo di materia. Anche le stelle, così come accade per tutti gli esseri viventi, hanno un loro ciclo vitale: nascono, si evolvono e poi muoiono in relazione alla quantità di combustibile nucleare che contengono (idrogeno ed elio). Dai gas di cui sono fatte nascono altre stelle, in un lungo ciclo di materia. ciclo vitaleciclo vitale

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23 DEFINIZIONI DI STELLE NANA BIANCA: è una stella piccola, ma ancora calda esternamente ed è formata solo dal nucleo della stella. Quando sarà cessata ogni reazione nucleare diventa una NANA NERA ossia un oggetto scuro e freddo che vaga nello spazio. NANA BIANCA: è una stella piccola, ma ancora calda esternamente ed è formata solo dal nucleo della stella. Quando sarà cessata ogni reazione nucleare diventa una NANA NERA ossia un oggetto scuro e freddo che vaga nello spazio. Stella NOVA rappresenta ciò che rimane di una stella se, in seguito allesplosione, in uno degli ultimi stadi del suo ciclo evolutivo, viene parzialmente distrutta, mentre prende il nome di SUPERNOVA se, sempre per gli stessi motivi, viene distrutta completamente. Stella NOVA rappresenta ciò che rimane di una stella se, in seguito allesplosione, in uno degli ultimi stadi del suo ciclo evolutivo, viene parzialmente distrutta, mentre prende il nome di SUPERNOVA se, sempre per gli stessi motivi, viene distrutta completamente.

24 SUPERNOVA

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26 STELLE ALLA FINE DEL CICLO EVOLUTIVO PULSAR o stelle a neutroni: rappresentano i residui dellesplosione di una supernova, sono più piccole delle nane bianche, ma, proprio per questo, molto più dense a causa del collasso gravitazionale in una quantità di materia così grande (infatti una piccolissima parte grande quanto un bicchiere può pesare quanto un elefante). PULSAR o stelle a neutroni: rappresentano i residui dellesplosione di una supernova, sono più piccole delle nane bianche, ma, proprio per questo, molto più dense a causa del collasso gravitazionale in una quantità di materia così grande (infatti una piccolissima parte grande quanto un bicchiere può pesare quanto un elefante). Vengono chiamate anche PULSAR perché ruotano a velocità elevatissima per cui lenergia, emessa nello spazio sotto forma di onde radio, raggi X e luce, appare come una rapida pulsazione ritmica (come il faro di un porto). Vengono chiamate anche PULSAR perché ruotano a velocità elevatissima per cui lenergia, emessa nello spazio sotto forma di onde radio, raggi X e luce, appare come una rapida pulsazione ritmica (come il faro di un porto).

27 BUCHI NERI Si formano dopo lesplosione di una supernova quando la massa iniziale è molto alta. Vengono definiti come regioni di spazio – tempo ove la gravità è talmente elevata che nulla, nemmeno la luce può sfuggire. Si forma quando una stella, se troppo massiccia, quando si esauriscono le reazioni termo – nucleari, soggiace al collasso gravitazionale. Si formano dopo lesplosione di una supernova quando la massa iniziale è molto alta. Vengono definiti come regioni di spazio – tempo ove la gravità è talmente elevata che nulla, nemmeno la luce può sfuggire. Si forma quando una stella, se troppo massiccia, quando si esauriscono le reazioni termo – nucleari, soggiace al collasso gravitazionale. I BUCHI NERI non si possono osservare direttamente perché non emettono luce, ma se ne possono osservare gli effetti quando, ad esempio, si trovano vicino ad una stella dalla quale aspirano continuamente materiale emettendo contemporaneamente raggi X. I BUCHI NERI non si possono osservare direttamente perché non emettono luce, ma se ne possono osservare gli effetti quando, ad esempio, si trovano vicino ad una stella dalla quale aspirano continuamente materiale emettendo contemporaneamente raggi X.

28 IMMAGINI DI UN BUCO NERO

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33 DIAGRAMMA DI HERTZSPRUNG - RUSSEL

34 Realizzato dalla prof.ssa Romeo M. A. – ITC A.Majorana (Acireale) – Anno scolastico 2003 – 2004


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