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Studio delle galassie M 82 e ARP63 Martino Fassina(1), Matteo Schiavon(1), Fabio Lorenzi(1), Enrico Chinello(2), Michele Tonellato(1) (1)Liceo scientifico.

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1 Studio delle galassie M 82 e ARP63 Martino Fassina(1), Matteo Schiavon(1), Fabio Lorenzi(1), Enrico Chinello(2), Michele Tonellato(1) (1)Liceo scientifico E.Curiel – Padova (2)ITIS F.Severi - Padova

2 M82

3 M82 è una galassia dalla forma simile a quella di un sigaro, classificata come Irr-II (che sta per galassia irregolare di tipo II - non presenta alcuna struttura) detta starburst per lalto tasso di formazione stellare, si trova nella costellazione dellOrsa Maggiore. M82 è una galassia dalla forma simile a quella di un sigaro, classificata come Irr-II (che sta per galassia irregolare di tipo II - non presenta alcuna struttura) detta starburst per lalto tasso di formazione stellare, si trova nella costellazione dellOrsa Maggiore. Ascensione retta: 09h 55m 52.2s; Ascensione retta: 09h 55m 52.2s; declinazione: +69° 40 47; magnitudine: 9.2;

4 Spettro di una parte di M82 dopo essere stato adeguatamente corretto dagli errori strumentali. Lavorando adeguatamente su questo spettro è stato possibile ottenere alcune informazioni riguardanti questa galassia: come il flusso, la distanza, il redshift e lo star formation rate (SFR).

5 Redshift e distanza Innanzi tutto abbiamo ricavato dallo spettro il flusso apparente delle righe H e H della galassia per mezzo del quale abbiamo ottenuto il coefficiente di estinzione stellare c. Innanzi tutto abbiamo ricavato dallo spettro il flusso apparente delle righe H e H della galassia per mezzo del quale abbiamo ottenuto il coefficiente di estinzione stellare c. Utilizzando c abbiamo ricavato A (v) (numero di magnitudini perse per estinzione) Utilizzando c abbiamo ricavato A (v) (numero di magnitudini perse per estinzione) Abbiamo quindi calcolato il flusso reale in rapporto a quello apparente con la formula Abbiamo quindi calcolato il flusso reale in rapporto a quello apparente con la formula

6 Ora si può calcolare il redshift utilizzando la formula in cui 0 è la lunghezza donda reale e è la lunghezza percepita. Per M82 il redshift (z) è uguale a 7,62 x Ora si può calcolare il redshift utilizzando la formula in cui 0 è la lunghezza donda reale e è la lunghezza percepita. Per M82 il redshift (z) è uguale a 7,62 x utilizzando il redshift si può calcolare la distanza della galassia con la formula M82 dista 3,13 Mpc dalla Terra utilizzando il redshift si può calcolare la distanza della galassia con la formula M82 dista 3,13 Mpc dalla Terra Si può calcolare la luminosità (L) della riga H : Si può calcolare la luminosità (L) della riga H :

7 lo SFR (Star Formation Rate), cioè il tasso di formazione stellare della galassia espresso in masse solari allanno, grazie alla relazione: lo SFR (Star Formation Rate), cioè il tasso di formazione stellare della galassia espresso in masse solari allanno, grazie alla relazione: Lo SFR totale, per M82, è risultato particolarmente elevato (154 masse solari allanno). E risulta decisamente maggiore di quello delle galassie comuni

8 A partire dalla luminosità (L) della riga H abbiamo potuto stimare il numero di fotoni ionizzanti (Q) tramite la relazione A partire dalla luminosità (L) della riga H abbiamo potuto stimare il numero di fotoni ionizzanti (Q) tramite la relazione Dividendo Q per il numero di fotoni ionizzanti emessi da una tipica stella calda O5 (5 x ), è stato possibile stimare il numero di stelle di questo tipo nella galassia, ricavando 2,9 x 10 5 Dividendo Q per il numero di fotoni ionizzanti emessi da una tipica stella calda O5 (5 x ), è stato possibile stimare il numero di stelle di questo tipo nella galassia, ricavando 2,9 x 10 5

9 Stima delle dimensioni Utilizzando questa immagine ricavata dal telescopio, abbiamo approssimato la galassia a unellissi e ne abbiamo potuto stimare le dimensioni

10 Sapendo che a un pixel dellimmagine corrispondono 0,6, abbiamo calcolato le dimensioni degli assi di questellisse in secondi, trasformando quindi i risultati ottenuti in Kpc usando la relazione Sapendo che a un pixel dellimmagine corrispondono 0,6, abbiamo calcolato le dimensioni degli assi di questellisse in secondi, trasformando quindi i risultati ottenuti in Kpc usando la relazione dove d è la distanza della galassia in Kpc.

11 Lasse maggiore dellellisse misura 9,78 Kpc, lasse minore 3,48 Kpc. Lasse maggiore dellellisse misura 9,78 Kpc, lasse minore 3,48 Kpc. È grazie a questi dati che siamo stati in grado di stimare lo SFR e il numero di stelle di tipo O5 nellintera galassia È grazie a questi dati che siamo stati in grado di stimare lo SFR e il numero di stelle di tipo O5 nellintera galassia

12 ARP63

13 ARP63 è una galassia a spirale di tipo Sc (con bulge poco prominente e bracci poco avvolti) che si trova nella costellazione del Leone. È molto distante dalla Terra e si presenta di taglio rispetto al punto di osservazione terrestre ARP63 è una galassia a spirale di tipo Sc (con bulge poco prominente e bracci poco avvolti) che si trova nella costellazione del Leone. È molto distante dalla Terra e si presenta di taglio rispetto al punto di osservazione terrestre Ascensione retta: 09h 39m 16,7s Ascensione retta: 09h 39m 16,7s declinazione: +32º magnitudine: 14,2

14 Spettro di ARP63 dopo essere stato adeguatamente corretto dagli errori strumentali. Da questo è stato possibile ricavare gli stessi dati ricavati da M82 ed è stato possibile costruire la curva di rotazione e stimare la massa della galassia

15 Redshift e distanza Utilizzando le medesime formule già illustrate in precedenza, abbiamo trovato il redshift e la distanza di ARP63 Utilizzando le medesime formule già illustrate in precedenza, abbiamo trovato il redshift e la distanza di ARP63 Redshift (z): 0,022 Redshift (z): 0,022 distanza: 92 Mpc

16 Lo SFR della galassia è risultato essere 0,85 masse solari allanno. Il valore, molto inferiore a quello di M82, è dovuto al fatto che la galassia si presenta di taglio e che non si tratta di una starburst. Lo SFR della galassia è risultato essere 0,85 masse solari allanno. Il valore, molto inferiore a quello di M82, è dovuto al fatto che la galassia si presenta di taglio e che non si tratta di una starburst. Il numero stimato di stelle O5, nellarea esaminata, è risultato essere pari a circa Il numero stimato di stelle O5, nellarea esaminata, è risultato essere pari a circa 1570.

17 Curva di rotazione A partire dal redshift (z) è stato possibile stimare la velocità di allontanamento delle varie regioni della galassia, usando la formula A partire dal redshift (z) è stato possibile stimare la velocità di allontanamento delle varie regioni della galassia, usando la formula Per avere una curva ben definita, si è scelto di calcolare tale velocità ad intervalli di tre pixel, corrispondenti a 1,8 Per avere una curva ben definita, si è scelto di calcolare tale velocità ad intervalli di tre pixel, corrispondenti a 1,8

18 Si è poi trovato che a 1,6 corrispondono 0,8 Kpc Si è poi trovato che a 1,6 corrispondono 0,8 Kpc Sottraendo alla velocità di ogni regione quella del centro della galassia, si è potuto costruire il grafico di rotazione, con in ascissa la distanza in Kpc dal centro e in ordinata la velocità di rotazione Sottraendo alla velocità di ogni regione quella del centro della galassia, si è potuto costruire il grafico di rotazione, con in ascissa la distanza in Kpc dal centro e in ordinata la velocità di rotazione

19

20 Infine abbiamo fatto una stima della massa della galassia usando la formula Infine abbiamo fatto una stima della massa della galassia usando la formula Assumendo un raggio medio di 5 Kpc e una velocità media di 100 km/s, abbiamo trovato un valore di 2,32 x kg, pari a 1,16 x masse solari Assumendo un raggio medio di 5 Kpc e una velocità media di 100 km/s, abbiamo trovato un valore di 2,32 x kg, pari a 1,16 x masse solari


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