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c01:le_galassie_evidenze_di_evoluzione_dinamica

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Linea 1: Linea 1:
 +====== 1.2 Le galassie: evidenze di evoluzione dinamica ======
  
 +<WRAP justify>
 +Pur limitandosi al solo osservabile "temperature", l'esame delle
 +sorgenti stellari suggerisce tutto un insieme di evidenze
 +evolutive collegabili alla storia della materia nella nostra
 +Galassia e, più in generale, ad una storia dell'Universo stesso,
 +delle sue strutture e della materia in esse contenute. E' su tale
 +quadro di evidenze che l'Astrofisica Stellare è chiamata ad
 +operare, al fine di raggiungere valutazioni quantitative che
 +consentano di sviluppare l'ambizioso programma di ricostruire nei
 +dettagli la [[wp.it>storia dell'Universo]] nel suo insieme, ricavando tale
 +storia dall'analisi delle testimonianze stellari che sopravvivono
 +disseminate nello spazio.
 +\\
 +\\
 +<html>
 +<a href="http://www.flickr.com/photos/maza37/6282984713/" title="Milky Way by azam.alwi@maza, on Flickr"><img src="http://farm7.staticflickr.com/6102/6282984713_5493ba7410.jpg" width="500" height="333" alt="Milky Way"></a>
 +<p><i>La Via Lattea è sempre uno spettacolo straordinario... (Crediti: maza37 su Flickr)</i>
 +
 +</html>
 +\\
 +
 +E' ben noto come la fascia luminosa che attraversa il cielo
 +notturno, detta "Via Lattea", debba essere interpretata come
 +evidenza che il Sole faccia parte di un sistema strutturato di
 +stelle detto  [[wp.it>Via_Lattea|Galassia]], dal greco "Latteo", ove è sottinteso
 +il termine "circolo"
 +
 +{{:c01:fig1.jpeg?500|}}
 +
 +**Fig.1.1** //Rappresentazione schematica della struttura della nostra Galassia.
 + 
 +Le distanze sono misurate in [[wp.it>parsec]]
 +(1 pc = 3.3 anni luce, vedi A1.3)//
 +
 +L'osservazione ha portato a riconoscere
 +nella Galassia tre componenti principali che sono qui elencate in
 +ordine di rilevanza osservativa (fig.1.1):
 +
 +  - Un disco, di raggio ~15 chiloparsec (kpc) e spessore ~ 300 pc, popolato da stelle e nubi di materia diffusa sotto forma di polveri e gas. Caratteristica la presenza di //ammassi stellari aperti// (fig. 1.2), tipicamente formati da non piu' di qualche migliaio di stelle, non legate gravitazionalmente e senza evidenti simmetrie . Numerose evidenze indicano l'esistenza nel disco di una sottostruttura a spirale, in analogia a quanto osservato direttamente in altre galassie (vedi fig. 1.3).
 +  - Un [[wp.it>Centro_della_Via_Lattea|nucleo]] (//bulge//), centro di simmetria per il disco, particolarmente ricco di stelle e di materia diffusa.
 +  - Un alone sferico, di raggio comparabile a quello del disco, nel quale sono presenti essenzialmente solo oggetti stellari, distribuiti con buona simmetria attorno al nucleo galattico.
 +Caratteristica la presenza di oltre centocinquanta [[http://gclusters.altervista.org | ammassi globulari]] (vedi A1.5), formati da qualche centinaio di migliaia sino ad un milione di stelle, gravitazionalmente legate in strutture a spiccata simmetria sferica.
 +\\
 +\\
 +{{c01:fig1_02.jpg?600}}
 +\\
 +**Fig. 1.2.** //Distribuzione sulla volta celeste degli ammassi stellari
 +aperti della nostra Galassia che marcano la collocazione del disco
 +galattico. Sono utilizzate coordinate galattiche ove la
 +latitudine galattica (b) è misurata con riferimento al piano
 +definito dalla Via Lattea e per la longitudine (l) si assume
 +come origine la direzione del centro galattico.//
 +\\
 +\\
 +{{c01:fig1_03.jpg?600}}
 +\\
 +**Fig. 1.3.** //Mappa
 +della posizione sul piano del disco galattico di alcuni 
 +tracciatori di spirale nei dintorni del Sole. I simboli
 +rappresentano giovani ammassi stellari aperti (cerchi pieni) e
 +nubi di idrogeno ionizzato dalla radiazione di contigue stelle
 +giganti blu (cerchi vuoti). Le concentrazioni degli oggetti lungo
 +fasce evidenziano porzioni locali delle braccia a spirale della
 +nostra Galassia.//
 +
 +
 +
 +\\
 +Strutture di questo tipo sono riconosciute per ogni dove
 +nell'Universo, a partire da quando i primi grandi telescopi
 +riuscirono a risolvere [[wp.it>Grande_Dibattito|un'antica controversia]], mostrando  come le
 +nebulose spiraleggianti intraviste con i cannocchiali
 +ottocenteschi  dovessero essere riguardati come strutture dalle
 +dimensioni e strutture analoghe a quelle della nostra Galassia
 +poste ad enormi distanze. Per la galassia a noi piu' vicina 
 +([[wp.it>Galassia_di_Andromeda | M31 = Andromeda]]) stimiamo oggi, per esempio, una distanza di circa 700
 +kpc.
 +
 +{{c01:fig1_04.jpg?700}}
 +
 +**Fig.1.4.** //Schema evolutivo della Galassia. I punti rappresentano il
 +gas, le crocette le stelle ed ammassi di alone, i cerchi aperti le
 +prime stelle di disco. Gli asterischi rappresentano l'esplosione
 +di supernovae ed i cerchietti pieni stelle arricchite di elementi
 +pesanti. R rappresenta l'asse di rotazione della Galassia. Il
 +raggio dei cerchi è di circa 15 kpc. Nella fase b sono indicate
 +alcune orbite della popolazione di alone (stelle od ammassi).//
 +
 +
 +Di particolare rilevanza appare la differenza di temperatura tra
 +stelle di disco e di alone. Nella nostra Galassia e, per quanto
 +è possibile verificare, in tutte le galassie simili alla nostra
 +(galassie a spirale), si ha infatti che:
 +  - Tra le stelle che popolano il [[wp.it>Disco_galattico|disco]], le più luminose appaiono tipicamente stelle ad alta temperatura (stelle blu, T∼10.000  K).
 +  - L'[[wp.it>Alone_galattico|alone galattico]] è invece dominato da stelle a temperatura nettamente inferiore (giganti rosse, T∼5.000  K).
 +
 +Da queste osservazioni scaturisce, sia pur a livello di ipotesi di
 +lavoro, un quadro interpretativo che collega evidenze stellari ed
 +evoluzione galattica. Dovendosi assumere che le stelle siano il
 +risultato della condensazione di materia diffusa sotto l'influenza
 +del campo gravitazionale, è innanzitutto evidente che nell'alone
 +della Galassia, ove tale materia diffusa è  praticamente
 +assente, il processo di formazione stellare è al presente
 +inibito. Le stelle che popolano l'alone devono quindi essere il
 +ricordo di una fase precedente, in cui l'intero alone era occupato
 +da una nube di materia diffusa a simmetria tipicamente sferica
 +([[wp.it>protogalassia]]).
 +
 +Alla formazione di una prima generazione stellare nel corpo di
 +questa protogalassia deve aver fatto seguito il collasso del gas
 +residuo (vedi Fig.1.4) a formare il disco, con tempi scala
 +caratteristici di circa 100 milioni di anni per un collasso in
 +caduta libera (collasso non dissipativo). Nel disco così
 +formatosi sono restati e restano attivi i processi di formazione
 +stellare a spese della materia diffusa ivi addensata. Se ciò è
 +vero, le popolazioni stellari di alone devono essere  le più
 +antiche della Galassia, e la differenza di stato fisico delle
 +strutture stellari potrebbe essere messa in relazione proprio alla
 +differente età. Così  varrebbero le relazioni:
 +
 +  * Alone − Predominio di giganti rosse − strutture stellari antiche.
 +
 +  * Disco −  Predominio di stelle blu −  strutture stellari giovani.
 +
 +Pur senza entrare in casistiche dettagliate (vedi A1.6)
 +ricordiamo d'altronde come nell'Universo, sia pur nel quadro di
 +una gran varietà di forme e dimensioni, si osservino due tipi
 +fondamentali di agglomerazioni di materia su scala galattica:
 +
 +
 +  - [[wp.it>Galassia_spirale|Galassie a spirale]], quali la nostra e M31, nelle quali è presente un disco (con spirali regolari o barrate) immerso in un alone dominato da giganti rosse.
 +  - [[wp.it>Galassia_ellittica | Galassie ellittiche]], nelle quali è presente solo una componente sferoidale di alone.
 +
 +E' interessante notare come le galassie ellittiche mostrino di
 +essere dominate da una componente stellare a bassa temperatura,
 +come chiaramente indicato dal loro colore. Questa osservazione
 +sembra integrare il quadro evolutivo precedente, suggerendo che le
 +prime generazioni stellari siano nate, in ogni caso, da nubi
 +protogalattiche sferoidali ed in un lontano passato. Solo se, per
 +motivi al momento imprecisati, tale processo di generazione
 +stellare lascia nella struttura del gas residuo, tale gas si
 +condensa lungo un disco ove rimangono efficienti ulteriori
 +processi di formazione stellare. Notiamo che da queste semplici
 +osservazioni emerge che //l'Universo ha una storia//: c'è stata nel
 +passato un'era per la formazione delle galassie, e ciò
 +contraddice quelle teorie che vorrebbero l'Universo sempre eguale
 +a se stesso ([[wp.it>Teoria_dello_stato_stazionario|teorie dello stato stazionario]]).
 +
 +Il quadro evolutivo così  delineato è peraltro suscettibile di
 +modifiche anche sostanziali sulle quali è ancora vivo il
 +dibattito: il collasso del protoalone potrebbe essere stato di
 +tipo dissipativo, e quindi su tempi scala termodinamici, o - ipotesi
 +ancor più radicale - nella formazione degli aloni potrebbero aver
 +giocato un ruolo processi di cattura e di //merging// di sistemi
 +stellari preesistenti. Le teorie di evoluzione stellare sono chiamate
 +a precisare, definendoli quantitativamente, tali scenari evolutivi,
 +fornendo risposte che - come abbiamo visto - coinvolgono non solo la
 +storia della nostra Galassia ma anche la storia del più generale
 +strutturarsi in galassie dell'Universo nel suo insieme.
 +</WRAP>
 +\\
 +----   
 +\\
 +~~DISQUS~~

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