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  • Galxias

    Prof. Miriani G. Pastorizahttp://www.if.ufrgs.br/~mgp/

  • Definio de glaxia

    As galxias so gigantescossistemas formados por bilhes de estrelas e de matria interestelar.

    O dimetro tpico das galxias de 100.000 Anos Luz .

    Nos ( Sol, Terra e planetas) moramos em uma galxia espiral

    gigantesca, a Via Lctea. Figura artstica da Via Lctea

  • Descoberta das galxiasA descoberta das galxias como sistemas exteriores a Via Lctea aconteceu no ano 1923, como conseqncia das pesquisas realizadas por Edwin Hubble com o telescpio de 2.5 metros de Mount Wilson, Califrnia, Estados Unidos. Anteriormente todos os objetos extensos, galxias, aglomerados estelares, nebulosas planetrias eram classificadas como nebulosas.

    Galxia espiral Aglomerado estelar Nebulosa plantaria

  • Em 1923 Edwin Powell Hubble (1889-1953) proporcionou a evidncia definitiva para considerar as "nebulosas espirais" como galxias independentes, ao identificar uma varivel Cefeida na "nebulosa" de Andrmeda (M31). Hubble pode calcular a distncia entre esta e a Via Lctea, obtendo um valor de 2,2 milhes de anos-luz

    Andrmeda M31

    As galxias so objetos exteriores Via Lctea

  • Estrelas Cefeidas

    So estrelas que expandem e contraem periodicamente as camadas mais externas de sua atmosfera , o que produz variaes de emisso de luz.

    Curva de luzAs estrelas mais luminosastm maior perodo de variao de luz

  • Como calcular a distncia de uma galxia, com a observao de uma estrela Cefeida

    -Observamos com o telescpio o perodo de variao da luz e a luminosidade (l) de uma estrela Cefeda, em uma galxia distante (d)

    -Determinamos a luminosidade intrnseca (L) que tem a estrela, com a ajuda da relao perodo luminosidade das Cefedas observadas na Via Lctea ( figura)

    -A luminosidade observada l~L/d2 -A distncia d ~ ( L / l) 1/2

  • Unidades de medida de distncias astronmicas

    Ano luz = 9,46 x10 15 metros( distancia que percorre a luz em um ano, com a velocidade de 300.000,00 km/seg )

    Parsec = 3.2 Anos luz = 30 x10 15 metros

  • A galxia mais prxima da Via Lctea: Galxia an de Sagitrio

    70.000 AnosLuz de

    distncia daVia Lctea. Foidescoberta huma dcada

  • As Nuvens de Magalhes

    Nuvem Maior de Magalhes

    Nuvem Menor de Magalhaes

    As Nuvens de Magalhes distam 160.000 anos Luz da Via Lctea

  • Classificao Morfolgica de GalxiasClassificao de Hubble

  • Elipticidade das Galxias Elpticas e = (a-b)/a n= (e x 10)

    a = dimetro maiorb = dimetro menor

    NGC4374 E1 NGC1700 E4 NGC2768 E6

  • Galxias Espirais

  • Lenticulares Existem algumas galxias que tm ncleo, disco e halo, mas no tm traos de estrutura espiral. Hubble classificou essas galxias como S0, e elas so s vezes chamadas lenticulares. As galxias espirais e lenticulares juntas formam o conjunto das galxias disco. Existem galxias lenticulares com barras, SB0

  • Efeito Doppler

    O comprimento de onda da luz emitida por uma fonte que est em movimento em relao ao observador sofre alteraes. Quando a fonte se aproxima, a luz fica mais azul, e quando se afasta, fica mais vermelha, como mostra a figura da direita.

    A velocidade da fonte na direo do observadorVr = (- o / o ) x c

    = comprimento de onda observado da luz, o= comprimento de onda de labratorio, c = velocidade da luz (300.000,0 km/seg)

  • Efeito Doppler observado no espectro das galxias

    A velocidade da galxia na direo do observador (velocidade radial ) : Vr = (- o /o ) x c(comprimento de onda observado), o(comprimento de onda de laboratrio, C= velocidade da luz

    As linhas espectrais da galxia esto deslocadas para os comprimentos de onda mais vermelhos, infere-se que as galxias afastam-se do observador

  • L e i d e H u b b le

    LEI de HUBBLE1930 Edwin Hubble demonstrou que a velocidadede recesso das galxias medida pelo deslocamentoDoppler das linhas espectrais est correlacionadacom a distncia da galxia:

    A lei de Hubble permite determinar a distncia de galxias a partir da velocidade radial d = Vr/H, (A constante de Hubble foi estimada em : H= 71 km/seg/Mpac )

    Lei de Hubble)

    Vr= H d(Mpc)

  • A lei de Hubble interpreta-se como evidncia do

    Universo em expanso

  • O Universo em expanso

  • Espectro eletromagntico das galxiasAs galxias emitem radiao ao longo do espectro desdealtas freqncias (raios gama) at baixas freqncias(ondas de radio).

  • Imagens de NGC 5128 Cen A

    A morfologia da galxia depende da distribuio da matria que emite radiao em um determinado comprimento de onda

    NGC5128 BEstrelas de tipo A, B, F dominam o espectro

    NGC5128 (K)Estrelas de tipoK, M dominam

    o espectro

    NGC5128(6cm)tomos emoleculas

    NGC5128 9 Kev

  • O Perfil de luminosidade a curva que representa a variao da luz com o raio da galxia, medida pela magnitude superficial:

    A luz cai com a raiz quarta do raio

    I(r) = 1/ r4

    Perfil de luminosidade das galxias Elptica

  • Perfil de luminosidade das galxias espirales

    -Perfil de luminosidade da regio central da espiral

    A luz cai com a raiz quarta do raio I(r)= 1/ r4

    -Perfil de luminosidade do disco das galxias espirais

    A luz cai exponencialmentecom o raio I(r) = Io / e (r/ro)

    -

  • Subtraindo da imagem observada (imagem da esquerda) o modelo construdo tendo como base a lei de distribuio de brilho (direita), possvel detectar caractersticas

    escondidas pela luz das estrelas da galxia

    NGC3379 imagem VModelo I(r)= Ie 10-3.33[(r/re)1/4 -1]

    =

    Pastoriza et al 2000ApJ...529..866P

  • NGC5846 E1

    modelo

    Filamentos

    Aglomerado

    galxiaChies-Santos A.L et al 2006A&A,455, 453C

    Identificao de aglomerados globulares, filamentos de poeira e gs, no interior das elpticas

  • Movimento das estrelas e o gs nas galxias espirais

    Estrelas e gs descrevem rbitas circulares no disco das galxias espirais .

    No halo, o plano das rbitas circulares das estrelas e dos aglomerados globulares no tem orientao preferencial

  • Curvas de rotao de uma galxia espiral comparada:corpo slido, a rotao Kepleriana e velocidade constante

  • Massa das galxias espirais

    A figura ilustra a curva de rotao de uma galxia. Ela representa a variao da velocidade circular (V) das estrelas, com a distncia (R) ao centro da galxia.

    Assumindo que o movimentos v(R) das estrelas no plano da galxia Kepleriano, calculamos um valor da da massa da galxia M(R) interior ao raio R da galxia.

  • Propriedade Elpticas Espirais Irregulares

    Massa M(Sol) 105 - 1013 109 1012 108 1011

    Luminosidade L(Sol) 106 1012 108 1011 107 109

    Dimetros 103 (parsec) 1 - 1000 5 30 1 - 10

    Propriedades das galxias

    As galxias E e S0 so avermelhadas porque sua luz dominada pelas estrelas de tipo espectral G, K e M

    As galxias espirais so azuis, porque sua luz dominadapelas estrelas mais jovens dos braos espirais, de tipoespectral O,B e A

  • Matria escuraComparando a curva de rotaoobservada nas galxias com a esperada, no caso que as

    estrelas da borda do disco tivessem movimento kepleriano, conclui-se que as galxias contm outro tipo de matria denominada matria escura.

  • Matria Escura Sabemos que existe pela gravidade o que pode

    ser?

    Objetos massivos e compactos do halo (e.g. Pequenas estrelas , ans brancas, ans marrons, estrelas de nutrons ou Buracos Negros) ?

    Partculas massivas de fraca interao (e.g. neutrinos, ou alguma partcula ainda no descoberta)?

  • Simulaes numricas da Formao dos braos das galxias espirais

  • Simulao numrica de interao entre galxias

  • Galxias em fuso

  • Grupos e Aglomerados de galxias

    Imagem do centro do aglomerado de galxias Abell 1689, distante 2.2 milhes de anos luz, o mais massivo que se conhece at agora, obtido com o telescpio Hubble

    Quinteto de Stephangrupo de galxias em fuso

    Trplete de galxias em

    Leo

  • 100000000 Anos Luz Nmero de grupos de galxias 160Nmero de grandes galxias 2500Nmero de galxias ans 25000

  • Grandes Telescpios

    Telescpio de 8 metros Gemini localizado em Hawai USA.Brazil forma parte do Consrcio Gemini

  • Telescpio SOARTelescpio localizadonos Andes, Chile, construdo e operadopelo Brasil e EstadosUnidos

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