Osservatorio Astronomico Claudio Del Sole Cervara di Roma Progetto ROADR Identificazione della Classificazione morfologica delle galassie

Premessa: l’ ASTRIS nel 2008 ha pubblicato , nelle persone dei suoi autori, Diego Azzaro, Giancarlo Battisti e Claudio Del Sole, l’Atlante grafico delle galassie edito dall’Unione Astrofili Italiani. Programma delle attività: L’ Associazione, intende promuovere la conoscenza della “Classificazione morfologica delle galassie” partendo proprio da tale pubblicazione; le 1424 galassie presenti all’interno dell’opera sono state tutte identificate sulla base della suddetta Classificazione e successive variazioni ed integrazioni nel 1927.

Il progetto si articola nel seguente modo. Gli studenti che intenderanno partecipare a tale ricerca riceveranno dall’Astris una nota descrittiva sulla Classificazione delle galassie; in questa nota saranno evidenziate le 4 classi morfologiche (ellittiche, lenticolari, spirali, irregolari) e per ciascuna di esse verranno fornite immagini di esempi di galassie con ben evidenziata la classificazione di appartenenza. Questa nota descrittiva servirà agli studenti per prendere dimestichezza con la parte teorica prima di entrare nel vivo dell’esercitazione.

L’esercitazione consiste nell’identificare e classificare un campione di 111 galassie reperite tra i vari cataloghi Messier(M), New General Catalogue(NGC), Index Catalogue(IC); inoltre l’Astris fornirà una secondo documento nel quale gli studenti troveranno le 111 immagini di galassie selezionate per il riconoscimento/ classificazione. Per aderire alla esercitazione è sufficiente mettersi in contatto con l’Astris, tramite e.mail, la quale invierà per posta elettronica all’insegnante i 2 cd necessari per l’esercitazione.

Come avviene quanto sopra illustrato? Materiale per gli studenti. (dimensioni file 23.3 MB) Nel file delle immagini (docximmagini galassie stud), a ciascuna immagine di galassia sarà associato un numero da 1 a 111; insieme a tale file verrà fornito un file Exel (scheda.xls) sul quale sono riportate, in orizzontale, le sigle della classificazione ed in verticale le righe da 1 a 111 per quante sono le galassie dell’esercitazione. Gli studenti dovranno apporre una sola crocetta per ciascuna galassia dopo aver identificato la classe di appartenenza.

Materiale per l’Insegnante. (dimensioni file 19.8 MB) Prima di iniziare qualsiasi attività di identificazione è fondamentale leggere con attenzione la Nota Descrittiva qui sotto riportata(Astris-Classif.galassie.doc). Un file di immagini delle galassie, che diversamente da quello degli studenti, riporterà per ciascuna galassia il numero identificativo di catalogo M-NGC-IC(docximmaginigalassie.Ins); nello stesso file ci saranno altri 2 file Exel, (scheda.xls), utilizzata dagli studenti per l’identificazione, e (scheda con risposte.xls), analoga a quello degli studenti, sul quale però saranno riportate le risposte sulle varie tipologie; ultimo file “infogalassie.xls”, comprensivo di tutte le informazioni relative alle galassie ed alla loro classificazione, completerà la documentazione in possesso dell’insegnante.

La classificazione di Hubble NOTA DESCRITTIVA La classificazione di Hubble

Nei moderni testi di astronomia è tuttora in uso la classificazione delle galassie proposta da Edwin Powell Hubble ed estesa successivamente dagli astronomi Gerard de Vaucouleurs e Sidney Van den Bergh. Nel 1925 Hubble ordinò le galassie secondo una sequenza basata sulla loro forma osservata. Egli inizialmente distinse tre classi principali: le ellittiche, le spirali (normali e barrate) e le irregolari; nel 1936, inserì poi una classe di transizione tra le ellittiche e le spirali, denominata lenticolari. Il cambiamento graduale di forma che si osserva nel passaggio dalle ellittiche alle spirali suggerì che la sequenza morfologica rappresentasse anche una sequenza evolutiva, cioè che le galassie nascessero ellittiche e concludessero il loro ciclo evolutivo disgregandosi in irregolari. Tuttavia le moderne teorie evolutive, supportate da osservazioni e simulazioni sempre più sofisticate, hanno escluso decisamente tale ipotesi. Gli aspetti delle galassie dipendono dal loro passato gravitazionale e da numerosi altri fattori che s’iniziano solo ora a conoscere.

Le galassie ellittiche Le galassie ellittiche hanno l’aspetto di un ovale di luce diffusa che sfuma gradualmente nello spazio; esse sono identificate dalla lettera E e da un numero compreso tra 0 e 7 che ne indica l’ellitticità (le E0 sono circolari, le E7 hanno una forma schiacciata). La loro forma è un ellissoide di rotazione attorno all’asse maggiore (come un pallone da ragby) ma dato che non conosciamo l’inclinazione dell’asse di rotazione rispetto alla linea di vista, l’ellitticità osservata può essere solo apparente: una galassia E0 potrebbe essere un’ellittica molto allungata, osservata nella direzione del polo. Tipo E0 E3 E5 E7

Questo tipo di galassie non possiede bracci a spirale o altre particolari configurazioni; esse sono piuttosto simili a enormi e affollati aloni galattici con un lento periodo di rotazione. Le masse spaziano in un intervallo di valori enorme; dal milione di masse solari delle ellittiche nane, si arriva ai 1.000 miliardi di masse solari delle ellittiche giganti (le galassie più grandi osservate sinora). La popolazione stellare delle ellettiche è vecchia (stelle rosse cosidetta “Popolazione II”) e le orbite stellari sono fortemente eccentriche. Le stelle più brillanti sono giganti rosse, le quali caratterizzano il colore dell’intera galassia. Il gas è praticamente assente, così come il processo di formazione stellare.

Le galassie lenticolari o S0 Le galassie lenticolari o S0 (S zero), hanno una distribuzione di luminosità simile a quella delle spirali, un rigonfiamento centrale luminoso e poco schiacciato(bulge o nucleo), un disco più tenue ed un debole alone diffuso, ma non presentano traccia di struttura a spirale. Viste di taglio possono somigliare a lenti biconvesse, da cui la denominazione di galassie lenticolari. Nel 40% dei casi è presente una barra di stelle che taglia a metà la galassia, per cui si hanno le barrate (SB0). Secondo Hubble e de Vaucouleurs le S0 costituiscono un tipo di galassia intermedia tra le ellittiche e le spirali.

Le galassie spirali Le spirali sono galassie simili alla Via Lattea e alla galassia di Andromeda. Esse sono formate da una componente sferoidale di stelle vecchie (Popolazione II) e da un disco ben delineato, popolato da stelle giovani (Popolazione I) e materia interstellare, in cui sono evidenti i bracci a spirale. La classe delle spirali viene suddivisa nella famiglia dalle spirali normali (S), le cui braccia si staccano direttamente dal bulge, ed in quelle delle spirali barrate (SB), le cui braccia partono da una barra diametrale rettilinea. Sono barrate circa un terzo delle spirali. In ognuna delle famiglie di spirali si distinguono tre tipi, denominati a, b, c, a secondo l’importanza delle braccia a spirale rispetto al bulge. Passando dal tipo a al c le braccia si aprono sempre più e le spire diventano sempre più evidenti, mentre il bulge si riduce sempre più.

Le galassie irregolari L’ultima classe di galassie definita da Hubble è quella delle irregolari (Irr). Queste galassie hanno una massa minore di 1 centesimo di quella della Via Lattea, non possiedono una struttura ben definita e spesso sono satelliti di galassie più grandi. Esse sono molto ricche di gas e polveri e formano stelle ad un tasso piu' elevato delle galassie spirali. Contengono molte stelle giovani, dei primi tipi spettrali, cioe' massicce e blu, (sebbene si conosca qualche esemplare composto da sole stelle vecchie, cioè rosse). Le galassie irregolari si suddividono in due famiglie: le irregolari I, denominate anche irregolari magellaniche (hanno come prototipo le Nubi di Magellano), somigliano a spirali distorte e sono facilmente risolvibili in stelle; le irregolari II (come M82) oltre alla forma irregolare esibiscono un aspetto filamentoso o distintamente “esplosivo” e non sono facilmente risolvibili in stelle.

da un riscontro osservativo sono risultate le seguenti percentuali: 61 % galassie spirali 22 % galassie lenticolari 13 % galassie ellittiche 4 % galassie irregolari