estrelas, nebulosas e evoluÇÃo galÁcticamaciel/aga5816/palestras/usp70.pdf · evolução estelar...
Post on 12-Dec-2018
216 Views
Preview:
TRANSCRIPT
A HISTÓRIA DA VIA LÁCTEA
Walter J. Maciel
http://www.astro.iag.usp.br/~maciel
La Silla, Chile
A HISTÓRIA DA VIA LÁCTEA
Walter J. Maciel
http://www.astro.iag.usp.br/~maciel
1. Observações da Via Láctea2. A Via Láctea na História3. A Via Láctea e as outras galáxias4. Os constituintes da Via Láctea5. Os movimentos da Via Láctea6. Evolução estelar e nucleossíntese7. Populações estelares na Via Láctea8. Evolução química da Via Láctea9. A história da Via Láctea10. O que não sabemos
1. Observações da Via Láctea
Cerro Tololo, Chile
SMC
LMC
Via Láctea
Via Láctea
Cometa Hyakutake
AndromedaNuvens de Magalhães
Via Láctea: óptico
Via Láctea: infravermelho
Via Láctea: do rádio aos raios gama
2. A Via Láctea na História
Via LácteaJacopo Tintoretto (1518-1594)
Thomas Wright (1750)
F. W. Herschel (1785)
Universo de Kapteyn
Omega Centauri
Estrutura atual
Braços espirais
Braços espirais
3. A Via Láctea e as outras galáxias
NGC 891
NGC 628
M 51
Galaxias espirais
Galaxias espirais
Classificação de Hubble
Classificação de Hubble
M 87
Nuvens de Magalhães
4. Os constituintes da Via Láctea
Sagittarius
M7
Omega Centauri
Nebulosa de Orion, M42
Nebulosa de Orion, M42
NGC 891
NGC 3132
Nebulosa do Caranguejo
William Huggins (1824-1910)
Estrelas: espectro contínuo com linhas superpostas em emissão ou absorção
Nebulosas: espectro com linhas de emissão, contínuo fraco ou inexistente.
Galáxias: espectro superposto, estrelas e gás
NGC 2346
R. Costa
Galáxia espiral
Campo magneticoM51
Estrelas
Nebulosas
Nuvens de gás e poeira
Raios cósmicos
Campo magnético
5. Os movimentos da Via Láctea
No disco galáctico, o movimento de rotação pode ser caracterizado pela curva de rotaçãogaláctica. A velocidade na direção z, perpendicular ao disco, é pequena.
No halo ocorre o inverso, e a velocidade na direção z é geralmente dominante.
Curvas de rotação de galáxias
6. Evolução estelar e nucleossíntese
Gás Estrelas Restos
A energia emitida pelas estrelas vem basicamente das reações nucleares que ocorrem em suas regiões centrais quentes.
A principal dessas reações é a transformação de hidrogênio em hélio.
NGC 3132
NGC 6543
NGC 6853
Nebulosa do Caranguejo
Um caso especial da evolução estelar ocorre em sistemas binários de estrelas, especialmente quando as duas estrelas estão muito próximas uma da outra.
Logo após o Big-Bang, foram formados os elementos H, D, 3He, 4He, 7Li, na chamada nucleossíntese primordial. Os demais foram formados posteriormente nas estrelas, no processo de nucleossíntese estelar.
Nucleossíntese primordial
As abundâncias dos elementos são dadas em função da razão entre bárions e fótons. Os principais elementos formados são: H, D, 3He, 4He, 7Li
7. Populações estelares na Via Láctea
O conceito de populações estelares está baseado essencialmente em 3 propriedades das estrelas e outros objetos:
Composição química
Cinemática
Idade
Relação idade-metalicidade
Rocha-Pinto, Maciel, Scalo, Flynn (2000)
Variação da razão [O/Fe] com a metalicidade [Fe/H]
Diferenças entre os movimentos dos objetos do disco fino, disco espesso, halo e bojo
Idades podem ser obtidas a partir decurvas isócronas associadas às estrelas de aglomerados em diagramas cor-magnitude.
jovem
mais jovem
velho
predominantementevelho
População I: objetos mais jovens, mais ricos em elementos pesados, com movimentos caracterzados pela rotação galáctica e órbitas quase circulares.
População II: objetos mais velhos, mais pobres em elementos pesados, com movimentos caracterizados pela componente perpendicular ao plano da Galáxia e órbitas fortemente alongadas.
8. Evolução química da Via Láctea
O estudo da evolução química da Via Láctea – e de outras galáxias – está baseado na existência de diversos vínculos observacionais, isto é, evidências observacionais que devem ser satisfeitas pelos modelos de evolução química.
Distribuição de metalicidades das anãs G
Rocha-Pinto e Maciel (1996)
Relação idade-metalicidade
Rocha-Pinto, Maciel, Scalo, Flynn (2000)
Relação idade-metalicidade
Rocha-Pinto, Maciel, Scalo, Flynn (2000)
Relação idade-metalicidade
Rocha-Pinto, Maciel, Scalo, Flynn (2000)
Rocha-Pinto et al. (2000)Rocha-Pinto, Maciel, Scalo, Flynn (2000)
Relação idade-metalicidade
Taxa de formação estelar
Rocha-Pinto, Scalo, Maciel, Flynn (2000)
Gradientes radiais de abundâncias
Cefeidas
Maciel, Lago & Costa (2004)
Henry & Worthey (1999)
9. A história da Via Láctea
Para conhecer a história da Via Láctea, ou seja, estudar a evolução galáctica, é necessário conhecer a composição química, os movimentos (cinemática) e a idade de suas diversas populações estelares.A evolução galáctica compreende então sua evolução química e dinâmica.
MODELOS BÁSICOS
(1) Colapso "closed box" (Eggen, Lynden-Bell & Sandage 1962)
(2) Captura de fragmentos (Searle & Zinn 1978)
(1) Colapso "closed box" (Eggen, Lynden-Bell & Sandage 1962)
(2) Captura de fragmentos (Searle & Zinn 1978)
Modelo de Chiappini et al.: duplo infall
SUPE
RN
OV
AS
POR
SÉC
ULO
TEMPO DESDE O BIG BANG (BILHÕES DE ANOS)
Variação da razão [O/Fe] com a metalicidade [Fe/H][O
/Fe]
[Fe/H]
Variação da razão [O/Fe] com a metalicidade [Fe/H][O
/Fe]
[Fe/H]
Variação da razão [O/Fe] com a metalicidade [Fe/H][O
/Fe]
[Fe/H]
Distribuição de metalicidades em estrelas anãs velhas
[Fe/H]
10. O que não sabemos
Os gradientes radiais de abundâncias estão entre os principais vínculos observacionais dos modelos de evolução química da Galáxia.
Como variam com a distância galactocêntrica?
Como variam ao longo da vida da Galáxia?
R
Gradientes radiais de abundâncias
Gradientes radiais: cefeidas
Maciel et al. (2004)
Andrievsky et al. (2004)
Gradientes radiais: nebulosas planetárias
Costa, Uchida & Maciel (2004)
Gradientes radiais: nebulosas planetárias
Maciel, Costa & Uchida (2003)
Gradientes radiais: nebulosas planetárias, aglomerados abertos, cefeidas e objetos jovens
Maciel, Lago & Costa (2004)
Como variam a composição química e as propriedades cinemáticas dos objetos distantes da vizinhança solar?
Como varia a velocidade de rotação no disco, especialmente a grandes distâncias do centro da Galáxia? Há evidências de matéria escura na Galáxia?
O que está acontecendo nas regiões centrais da Via Láctea? Existe ali um buraco negro supermassivo, com cerca de 2 milhões da massa do Sol?
Como se deu o processo de infall(queda de matéria) ao longo da vida da Galáxia, e qual a origem do material anexado?
Grupo Local de galáxias
Grupo Local de galáxias
Nuvens de Magalhães
Galáxia elíptica anã em Sagittarius: descoberta em 1994
Galáxia irregular anã em Canis Major: descoberta em 2003
M31 (Andromeda)
Nuvens difusas de hidrogênio,detectadas com o Green Bank Telescopeem torno de M31
FIM
top related