IL CIELO COME LABORATORIO 2008/2009 Enrico Cescon, Luca Fardin, Eleonora Maset, Enrico Pandin, Carlo Maria Scandolo    Liceo Scientifico “Guglielmo Marconi”, Conegliano (TV)

Studio della Storia di Formazione Stellare con STARLIGHT Lo scopo del lavoro svolto è stato la stima della SFH di 50 galassie attraverso l’analisi dei loro spettri Confrontando i dati ottenuti relativi a galassie a spirale ed ellittiche, è stato possibile verificare alcuni aspetti della teoria dell’evoluzione galattica relativi ai periodi di formazione stellare.

Le galassie Sono grandi ammassi di stelle, polveri e gas Si sono formate tra 600 milioni e 1 miliardo di anni dopo il Big Bang Si possono dividere in: ellittiche, a spirale e irregolari

Le galassie ellittiche Distribuzione uniforme di stelle Decremento graduale della luminosità Scarsa evidenza di gas e polveri Formazione stellare concentrata nei primi momenti di vita

Le galassie a spirale Presenza di un rigonfiamento centrale (bulge) Presenza di bracci che si dipartono dal bulge Discreta concentrazione di gas e polveri nei bracci Formazione stellare distribuita in più momenti

Formazione delle galassie Parametri fisici che ne influenzano la forma: densità e momento angolare Protogalassia densa e basso momento angolare galassia ellittica Protogalassia poco densa e elevato momento angolare galassia a spirale

I dati Spettri galattici ricavati dall’archivio DR6 del progetto SDSS 50 spettri provenienti dalla porzione di cielo indicata in figura, con z<0.1 e -0.6<g-r<1.3

Il telescopio utilizza un sistema di filtri a banda larga chiamato UGRIZ, le cui lunghezze d’onda medie sono: u g r i z 3551 Å 4686 Å 6165 Å 7481 Å 8931 Å

Spettro di una galassia a spirale; notare la linea Hα emessa dai gas riscaldati presenti Spettro di una galassia ellittica; notare l’assenza della linea di emissione Hα

Elaborazione dati Rimozione dell’effetto di estinzione galattica dato dall’assorbimento da parte dei gas della galassia di alcune lunghezze d’onda dello spettro Azzeramento del redshift grazie alla formula

Per eliminare il redshift si è preso come riferimento la riga Hα per le spirali e Na per le ellittiche Modifica degli spettri per associare ad ogni pixel 1 Å di lunghezza d’onda Smussamento spettri tramite la sostituzione di 5 successivi valori di λ con la loro media

STARLIGHT Programma che stima la composizione stellare di una galassia analizzandone lo spettro, basandosi su combinazioni di 45 tipi di stelle suddivise in 15 classi d’età e 3 classi di metallicità Utilizza un processo così schematizzabile:

In rosso lo spettro di una galassia a spirale modificato con IRAF In rosso lo spettro di una galassia a spirale modificato con IRAF. In blu lo spettro creato da STARLIGHT. In rosso lo spettro di una galassia ellittica modificato con IRAF. In blu lo spettro creato da STARLIGHT.

Classe di età Età (yr) Luce 1 1*10^6 27,7670000000 2 3,16*10^6 47,7420000000 3 5,01*10^6 0,0000000000 4 1*10^7 164,2960000000 5 2,512*10^7 98,2490000000 6 4*10^7 3,6326388889 7 1,0152*10^8 13,5470000000 8 2,8612*10^8 43,9860000000 9 6,4054*10^8 10 9,0479*10^8 11 1,434*10^9 60,1610000000 12 2,5*10^9 284,6050000000 13 5*10^9 31,1780000000 14 1,1*10^10 87,7220000000 15 1,3*10^10 152,3630000000 Tabella di output di STARLIGHT con la frazione in millesimi di luce emessa dalle stelle delle 15 classi d’età

Esempi di grafici realizzati con i dati forniti da STARLIGHT

Risultati

Grafico della SFH di una galassia a spirale blu

Grafico della SFH di una galassia a spirale blu con consistenti eventi di formazione più recenti di 10^8 anni fa

Grafico della SFH di una galassia ellittica

Grafico della SFH dell’unica galassia ellittica con un evento di formazione a 10^8 anni fa

Conclusioni Verifica del collasso monolitico delle galassie ellittiche sono composte da stelle vecchie, rosse e fredde Verifica della continuità della formazione stellare nelle galassie a spirale Le ellittiche sono le galassie più vecchie dell’Universo, come già affermato da R. Bender

Bibliografia Studio della Popolazione Stellare nelle Galassie di M. Bano, A. Campa, M. Gusella, F. Righetti - “Il cielo come laboratorio 2006-2007”, 2007. Galaxies, Cosmology and Dark Matter di Bender R. – Conferenza, 2000. Star formation history in the Small Magellanic Cloud: the case of NGC 602 di M. Cignoni, E. Sabbi et al. – The Astrophysical Journal, 2009 Introduzione all’astronomia di H. L. Shipman – Zanichelli, 2000 http://www.sdss.org/dr6 http://nedwww.ipac.caltech.edu/