Velocita' di rotazione di una galassia

Presentazione sul tema: "Velocita' di rotazione di una galassia"— Transcript della presentazione:

1 Velocita' di rotazione di una galassia
e determinazione della sua massa Di Balcon Sara Faggian Federica Nardini Matteo Scampone Giulia Soccal Angelica

2 Velocita' di rotazione di una galassia
e determinazione della sua massa Di Balcon Sara Faggian Federica Nardini Matteo Scampone Giulia Soccal Angelica

3 NGC 2841 Classificazione: SA(r)b, ossia a spirale con bracci brevi e frammentati; Costellazione: Ursa Maior; Distanza: 14,1 Mpc; (tanto ma non tantissimo) Magnitudine apparente: 9.3; Redshift: 0, SA(r)b, ovvero una galassia spirale (SA) con un anello centrale (r) in cui il contributo del nucleo e del disco si equivalgono (b).

4 Obiettivi Determinare la velocita' di recessione della galassia NGC 2841; Verificare la rotazione della galassia attorno al suo centro, dimostrando che: Al centro della galassia la rotazione e' quella di un corpo rigido; La rotazione della galassia nei bracci non e' di tipo kepleriano. Determinare la massa della galassia; Approfondimento: determinare la massa luminosa della galassia in modo approssimativo e confrontarla con la massa reale calcolata al punto precedente.

5 Velocita' di recessione
Ottengo l'immagine dello spettro della galassia; Eseguo un binning di 3 pixel: Sostituisco ogni 3 px con un solo px il cui valore e' la somma dei tre che ho rimosso; Il valore risulta cosi' piu' intenso.

6 Per ogni riga di pixel e' stato realizzato un grafico di intensita';
Per ogni grafico, si e' cercato il picco delle linee Halfa e [NII] per ottenerne la lunghezza d'onda: si e' utilizzato un fit gaussiano per ridurre gli errori

7 Per ogni riga di pixel e' stato realizzato un grafico di intensita';
Per ogni grafico, si e' cercato il picco delle linee Halfa e [NII] per ottenerne la lunghezza d'onda: si e' utilizzato un fit gaussiano per ridurre gli errori

8 La galassia e' inclinata, per cui devo correggere la velocita';
Assimilo la galassia ad un cerchio inclinato, che in proiezione e' un ellisse; Determino i semiassi usando ds9; Calcoliamo il fattore di correzione i: La galassia e' inclinata, per cui ho solo una certa componente della velocita' sulla mia linea di vista: l'effetto doppler lo vedo solo sulla linea di vista Ds9 program ma Suppong o che galassi a vista di fronte sia un cerchio Calcolo il valore della velocita' della galassia in ogni suo punto sia usando lambda di Halfa che [NII]:

9 La velocita' di recessione della galassia e' quella del punto centrale, ossia del punto a raggio zero: a raggio zero, infatti, non esiste rotazione ma solo allontanamento; La velocita' di recessione calcolata per NGC 2841 vale:

10 La galassia ruota Si crea un grafico raggio-velocita', che evidenzia l'incremento del modulo della velocita' al crescere del raggio; Il raggio nelle formule e' utilizzato in secondi d'arco (''/arco), per cui devo convertirlo; Una volta effettuato il binning, so che ogni pixel corrisponde a 3''/arco.

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12 Bulge: rotazione corpo rigido
La parte piu' vicina al centro ruota come un corpo rigido; In prima approssimazione vale la formula:

13 Bracci: rotazione non kepleriana
Allontanandosi dal centro, la rotazione non decresce secondo la legge di Keplero ma rimane piu' o meno costante; Questo e' visibile nel seguente grafico di una galassia simile a NGC2841:

14 Massa dinamica di NGC2841 Utilizzando il teorema del Viriale e' possibile stimare la massa all'interno di un certo raggio; Si basa sull'equilibrio energetico tra energia potenziale gravitazionale e energia cinetica:

15 Sto usando misure in km, per cui assumo per G il valore:
Il valore deltav e' calcolato con la seguente formula: Dove vR e' la velocita' di un punto a distanza R dal centro della galassia e vr e' la velocita' di recessione della galassia.

16 La distanza d e' determinata utilizzando la formula di Hubble:
Il valore di R deve essere espresso in km, quindi e' necessario convertire il valore da ''/arco a km: Questo e' il numero di secondi d'arco in un radiante 206265 La distanza d e' determinata utilizzando la formula di Hubble:

17 Svolgendo i calcoli: Confrontando il valore calcolato con quello della massa del sole, otteniamo che il rapporto tra esse vale:

18 Massa luminosa della galassia
Calcoliamo adesso la massa luminosa della galassia con la formula: Questa deriva dal rapporto medio massa-luminosita' per una galassia a spirale. Quindi:

19 Per ricavare il rapporto delle luminosita' usiamo:
la magnitudine assoluta della galassia vale: Svolgendo i calcoli matematici si ottiene: Con: = magnitudine assoluta galassia in banda verde = magnitudine assoluta sole=4,5 = magnitudine apparente galassia in banda verde=9,3

20 Confronto Se confrontiamo la massa dinamica con quella luminosa otteniamo una differenza di materia mancante pari a: Questo valore in astronomia e' associato al concetto di materia oscura, cioe' materia non visibile all'uomo, ma influente dal punto di vista gravitazionale.

21 Sitografia Programmi utilizzati
Programmi utilizzati SAOImage ds9 IRAF OpenOffice.org Calc OpenOffice.org Impress