Dipartimento di Fisica - Università di Napoli Federico II La Luce delle Stelle Luigi A. Smaldone Dipartimento di Fisica - Università di Napoli Federico II Planetario di Caserta

Richiesta di supporto inviare programmi dettagliati I e II anno per Scienze e Fisica a: smaldone@planetariodicaserta.it smaldone@na.infn.it smaldone@unina.it

I Materiali: www.planetariodicaserta.it

Informazioni sulle Stelle ?? LUCE LUCE ? ….. Particelle prive di massa dette FOTONI (Si muovono, nel vuoto, a velocità c=299 792 458 ms) Si comportano da: Particelle (nell’interazione con la materia) Onde (nella propagazione)

Dualismo Onda-Corpuscolo :

(h=costante di Planck=6.626×10-34joule per sec) Onde ? Lunghezza d’onda λ Frequenza ν=c/λ Energia del fotone: hν=hc/λ (h=costante di Planck=6.626×10-34joule per sec)

La famiglia dei fotoni: Onde Radio Microonde Infrarosso Visibile Ultravioletto Raggi X Raggi Gamma blu 400 nm 4000 Å rosso 750 nm 7500 Å

Onde Radio: (è, forse, un qualche …. sauro ?!?)

Onde Radio: Qual è questo pianeta ?

Onde Radio: Il telescopio per le onde radio (radiotelescopio)

Onde Radio: Una radiogalassia … insieme al visibile !

Interazioni mareali nel gruppo M81 Onde Radio: Interazioni mareali nel gruppo M81 Distribuzione luce stellare Distribuzione idrogeno (emissione a 21 cm)

Onde Radio: Il centro della Via Lattea nel visibile …e nel radio

Microonde: La nostra galassia (la Via Lattea)

Venere … alle microonde Venere nel visibile Venere … alle microonde

nel visibile (dalla sonda Galileo) Infrarosso: Impatti della SL9 su Giove nel visibile (dalla sonda Galileo)

Infrarosso: Impatti della SL9 su Giove

Infrarosso: Impatti della SL9 su Giove

Infrarosso: Impatti della SL9 su Giove

Ultravioletto: archi nella corona solare

Ultravioletto: altri archi nella corona solare

Raggi X: Cos’è ???

Raggi X: Il Sole

Raggi X: I resti di una supernova

Raggi X: La galassia di Andromeda

Raggi Gamma: Tutto l’Universo

Raggi Gamma: Il centro della Via Lattea

Luce di Corpo Nero: λ in metri T in Kelvin F in Watt e Lunghezza d’onda del massimo di emissione λ in metri T in Kelvin Flusso complessivamente emesso F in Watt e σ=5.67×10-8 W gradi-4 m –2 Flusso alle varie λ (legge di Planck) k=1.3806×10-23 j. per K

Emissione di Corpo Nero:

Non vi illudete : non si dimagrisce così ! Un caso …. umano: (35 oC = 308.16 Kelvin) λmax=2.8979×10-3/T=2.8979×10-3/308.16≈9.41×10-6 m=9.41 μm F = σT4 = 5.67×10-8 ×308.164 ≈ 511 W m-2 (cilindro di altezza 1.75 m e diametro 0.45 m ) L = F×S =511 × 2.45 = 1252 W = 0.3 Cal/sec = 1080 Cal/ora = 26000 Cal/giorno Non vi illudete : non si dimagrisce così ! Siamo immersi in un ambiente a Ta Lnetta=σ(T4-Ta4)×S =216 W=4300 Cal/giorno e … se teniamo conto di peli e vestiti, ≈ 2000

Le stelle: (T* e R* sono temperatura superf. e raggio) Flusso totale alla superficie della stella (potenza emessa da 1 m2 di stella) Luminosità totale (potenza emessa da tutta la superficie della stella) flusso totale a Terra (potenza ricevuta da 1 m2 di telescopio a distanza d dalla stella)

Che fare? Per il SOLE: T =5800 K R = 6.96×108 m L = 3.8×1026 w f lo possiamo misurare ma per determinare T* occorrono R* e d !!!! Per il SOLE: T =5800 K R = 6.96×108 m L = 3.8×1026 w d = 1.49×1011 m f = 1.36 Kw

Forse c’è la soluzione: Se osserviamo con un filtro blu: Se osserviamo con un filtro giallo:

Forse c’è la soluzione: Il loro rapporto sarà: Abbiamo il Termometro !!

La folla di stelle COLORE = Temperatura

Spettri:

Spettri:

Spettri:

Tipi di … Spettri:

Spettri … Stellari:

Una collezione … di Spettri Stellari:

Classificazione Spettrale: SPETTRI STELLARI … Corpo Nero e Righe assorbimento di elementi diversi ??? … meglio classificare (iniziò padre Angelo Secchi) Classi Spettrali ABCDEFGHIJKLMNOPQRS ← forte predominanza righe H assenza righe H → - Anni ’20: sviluppo meccanica quantistica …

Stelle all’elio, all’idrogeno … ed al limone ??? Fattore predominante: TEMPERATURA

Il velocimetro: effetto Doppler ● sorgente ferma sorgente in moto ●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●● Vedo le lunghezze d’onda allungate (spostate verso rosso) Vedo le lunghezze d’onda accorciate (spostate verso blu) Δλ=λv/c redshift blushift

Come appare …uno spettro che si muove?