Proprietà fisiche delle galassie e loro evoluzione Stefano Ciroi Dipartimento di Astronomia Università degli Studi di Padova

Che cosa è una galassia? Gas Stelle Polveri GRAVITA’ Materia oscura

serpente scudo aquila La Via Lattea

cigno lira aquila sagittario scorpione

Via Lattea – Scheda Luminosità ~ 2 x 1010 L Massa ~ 26 x 1011 M  disco ~ 105 anni-luce h disco ~ 103 anni-luce No. di stelle ~ 4 x 1011 Densità media di stelle ~ 1  per 125 anni-luce3 Separazione media fra stelle ~ 5 anni-luce La stella più vicina al Sole, Proxima Centauri, si trova a ~ 4.3 anni-luce

Cinematica delle stelle R V R V Rotazione rigida o di corpo solido

R V 3a Legge di Keplero R V Rotazione kepleriana

Rotazione differenziale V M m 2 3 1 Teorema del Viriale Rotazione differenziale

Moto kepleriano R ~ 8.5 kpc v ~ 220 km/sec T ~ 2.4 x 108 anni Distanza dal centro (x 103 anni-luce) Velocità circolare (km/sec) 6.13 12.27 18.40 24.54 R ~ 8.5 kpc v ~ 220 km/sec T ~ 2.4 x 108 anni Moto kepleriano Distanza dal centro (kpc)

Morfologia delle galassie Galassie Ellittiche Galassie Irregolari Galassie a Spirale

E0-E7 S0 Sa Sb Sc Irr Morfologia Solo bulge Bulge + Disco Bulge grosso + Disco Bulge piccolo + Disco Solo disco Bracci di spirale Nessuno Avvolti Aperti Tracce Gas Quasi assente 1% 2-5% 5-10% 10-50% Regioni H II Nessuna Poche Molte Dominanti Stelle Vecchie Alcune giovani Soprattutto giovani Tipo spettrale G, K F, K A, F Colore Rosso Blu Massa (M) 108 - 1013 109 - 1012 108 - 1011 Luminosità (L ) 106 - 1011

Effetto Doppler l = lunghezza d’onda n = frequenza c = velocità della luce = 300 000 km/s

v < 0 v = 0 v > 0 redshift

Spettroscopia

Cinematica delle galassie

i = 0° i = 45° i = 90°

materia oscura

s Moti caotici in galassie ellittiche o in bulge di spirale Dispersione di velocità s

Cosa determina la morfologia di una galassia

Interazioni gravitazionali

Legge di Hubble 1929  Edwin Hubble scopre che le galassie si allontanano da noi e che la loro velocità di recessione è tanto maggiore quanto maggiore è la distanza da noi (in Mpc) valido se z<1 (in Mpc)

lontano nello spazio = indietro nel tempo (Mpc) Età dell’Universo lontano nello spazio = indietro nel tempo

13 miliardi di anni-luce

La teoria del Big Bang

WMAP La radiazione di fondo cosmico a 3 K

Quale futuro per l’Universo? Chiuso W > 1 Piatto W = 1 Aperto W < 1

THE END