Galáxias – Universos-Ilhas

Galáxias – Universos-Ilhas
Marcio A. G. Maia
1
Começando com um pouco de História ...
Astrônomo – Profissão Perigo
Tampa de caixão de um Faraó egípcio mostrando dois
astrônomos assistentes (2000-1500 AC). Hieroglifos listam
estrelas, cujo nascer indica o início de cada hora da noite.
2
Astrologia
X
Astronomia
Qual a diferença entre elas ?
Física e Matemática, muuuiiiiita Física e
Matemática !!!!
3
mo
s
i
t
ica
Cálculo
Termo
dinâmi
ca
Fí
s
ic
a
r
et
l
E
e
gn
a
om
M ec
ânic
a
Quâ
nt
4
Astronomia e Química começaram
caminhando juntas
- Primeiros químicos: Mulheres preparando perfumes na Babilônia
(Tapputi – a perfumista).
- Leucipo e Demócrito: A matéria é discreta ou contínua ? -> Átomo
- Aristóteles: Terra, Água, Ar, Fogo.
(quinto elemento).
Estrelas e planetas -> Éter
- Khemeia (química) praticada pelos egípcios, com seus conhecimentos
secretos transmitidos às mulheres por anjos decaídos. Processos
químicos usados em embalsamamentos.
Sua evolução levou a confecção do vidro, tinturas, e metalurgia.
5
Astronomia e Química começaram
caminhando juntas
Ouro
Sol
Prata
Lua
Cobre
Vênus
Ferro
Marte
Estanho
Saturno
Chumbo
Júpiter
Mercúrio
Mercúrio
6
Astronomia e Química começaram
caminhando juntas
Da mesma forma que a Astrologia tentava desvendar os segredos
do Universo, a Khemeia também achava que podia fazer isso
mostrando como a Terra se relacionava com o Cosmo.
A conexão Astrologia-Khemeia era tão forte a ponto de “feiticeiros
e magos” usarem termos de astronomia para esconder segredos do
ofício. Ex.: Ligar dois metais para formar o bronze --> Conjunção
entre Vênus (cobre) e Júpiter (estanho).
Sol
Conjunção
Terra
Planeta
7
Aristóteles
(350 A.C.)
Refina modelo de Eudoxus no qual a Terra seria
o centro do Universo, com o Sol, planetas e as
estrelas girando em torno dela, fixadas em
esferas cristalinas.
8
Demócrito
(400 A.C.)
Atribui a estrelas não resolvidas, o brilho da banda
luminosa cortando o céu noturno. Mais tarde viria a
ser chamada de Via Láctea.
9
Aristarco de Samos
(~250 A.C.)
Foi o primeiro a propor o sistema Heliocêntrico.
10
Nicolau Copérnico
(1543)
Em seu livro De Revolutionibus apresenta a
teoria Heliocêntrica.
11
Galileo Galilei
(1610)
Eppur si muove !
Utilizando uma luneta, por ele (re)inventada,
confirma que a Via Láctea é formada por estrelas.
Além disso, vê satélites de Júpiter o que reforça
a teoria heliocêntrica.
“A Galáxia não é nada mais do que uma massa
de inumeráveis estrelas plantadas juntas em
aglomerações. Para qualquer parte que você
dirija o telescópio, imediatamente uma vasta
multidão de estrelas apresenta-se a vista.”
Galileo (1610)
12
Charles Messier
(1784)
Compilou o Catalogue des nébuleuses et des amas
d'étoiles que l'on découvre parmi les étoiles
fixes, sur l'horizon de Paris. Nele estão as
primeiras referências a aglomerados de galáxias.
Messier listou 103 nebulæ, 30 das quais são
galáxias.
M1
Nebulosa do Caranguejo
M101
Galáxia do “Cata-vento”
13
Wilhelm Herschel
(1785)
Suas descobertas com o telescópio construído por
ele mesmo, fizeram com que o rei da Inglaterra
financiasse a construção do maior telescópio da
época, com 1.47m de abertura.
Em 1785 ele publicou On the Construction of the
Heavens, no qual sugeriu que “o sistema sideral
que habitamos” é uma nebulosa comum em
aparência a muitas outras, as quais por sua vez,
devem ser externas à nossa.
Descrição de Herschel para a Via Láctea
14
William Parsons
(Lorde Rosse) 1845
Constrói um telescópio de 1.80m de diâmetro
e descobre que algumas nebulosas possuíam
formato espiralado.
15
Desenhos de Parsons mostrando que algumas
“nebulosas” apresentam uma estrutura espiral.
M51
16
M101
Henrietta Leavitt
(1912)
Descobre para a classe de estrelas chamadas de
Cefeidas, uma relação entre o período de variação
de seu brilho e sua luminosidade intrínseca. Com
isso, é possível medir-se distâncias dentro e fora
de nossa galáxia.
17
Herber G. Curtis
&
Harlow Shapley
Em 1920 um grande debate foi estabelecido entre Herber Curtis e
Harlow Shapley a respeito da natureza extragaláctica das galáxias.
Curtis defendia a idéia de que elas eram exteriores a Via Láctea,
enquanto Shapley advogava a idéia de elas serem objetos internos de
nossa galáxia. Neste debate, nenhum saiu vitorioso, e os detalhes das
idéias advogadas pelos dois estavam incorretos. Somente mais tarde foi
possível estabelecer a natureza extragaláctica destas “nebulosas”.
Curtis tenta difundir o nome Universos-Ilhas para galáxias.
No site abaixo está a transcrição do Grande Debate
http://antwrp.gsfc.nasa.gov/htmltest/gifcity/cs_nrc.html
18
Edwin Hubble
(1923-1929)
Consegue determinar a distância
de uma “nebulosa” na constelação
de Andrômeda, usando, para isso,
uma estrela cefeida (1923).
Estava demonstrado que elas
tinham natureza extragaláctica.
Observando mais galáxias, e
adicionando os dados de Slipher,
Hubble concluiu que: elas se
afastam mais rapidamente quanto
mais longe estão (1929).
H0 ~ 70 km/s/Mpc
19
Desvio para o vermelho - REDSHIFT - z
O fato de galáxias estarem “ancoradas” ao Universo, o qual se apresenta
em expansão, faz com que vejamos a maioria das galáxias se afastando
de nós. Esta velocidade de afastamento (positiva) é dada pela
“constante” de Hubble – H0. O redshift é dado pela expressão:
16
200
1+ v/ c
z = δλ / λ =
−1
1− v / c
A velocidade de recessão de uma
galáxia é dada por:
v ( z + 1) − 1
=
2
c ( z + 1) + 1
2
293
520
813
v = cz
Para baixos z
A sua distância é obtida através de:
v
D=
H0
(Mpc)
20
Desvio para o vermelho - REDSHIFT - z
100 Mpc
100 Mpc
100 Mpc
100 Mpc
15000 km/s
200 Mpc
7500 km/s
100 Mpc
0 km/s
7500 km/s
100 Mpc
15000 km/s
200 Mpc
7500 km/s
100 Mpc
0 km/s
7500 km/s
100 Mpc
15000 km/s
200 Mpc
22500 km/s
300 Mpc
0 km/s
7500 km/s
100 Mpc
15000 km/s
200 Mpc
22500 km/s
300 Mpc
21 km/s
30000
400 Mpc
Diagrama de Hubble
Irr
22
Via Láctea - a nossa galáxia
[--------
Galáxia de Andrômeda, bastante
similar à nossa
~ 100.000 anos luz ---------]
Desenho esquemático da Via Láctea
1 kpc = 1000 pc = 3300 a.l.
23
Galáxias Elípticas
Galáxia elíptica gigante situada no
centro de um aglomerado de
galáxias. Ela é 40 vezes mais
massiva do que a nossa galáxia.
0 ------------
O que parecem ser estrelas,
são na verdade aglomerados
globulares.
Elipticidade
E0 - E7
N = 10 x (1-b/a)
M87 - NGC 4486 - Virgo
24
Galáxias Espirais
<----- ???
NGC 3627
Sb
25
Galáxias Espirais
<---------- ???
Faixa de poeira ------>
NGC 4945
Sc
26
Galáxias Espirais
NGC 1365
SBc
27
Galáxias Irregulares
Grande Nuvem de Magalhães
Pequena Nuvem de Magalhães
47 Tuc
28
Galáxias Irregulares
UGC 6456 – Galáxia Irregular anã (cores reais)
29
Galáxias Peculiares
Antennae
30
Estruturas de uma
Galáxia Espiral
Bojo
Barra
31
Resumo das Propriedades Básicas das Galáxias
Propriedade
Espirais
Forma e
estrutura
Disco achatado de
gás e estrelas, braços
espirais, bojo e halo.
Conteúdo de
estrelas
Disco: jovens e velhas.
Halo: só velhas.
Gás e poeira
Disco: muito.
Halo: pouco.
Formação
estelar
Ainda produzindo
Movimento
estelar
Gás e estrelas no disco:
órbitas circulares;
no bojo: mov. aleatório.
Elípticas
Irregulares
Sem disco, com esSem estrutura.
trelas distribuídas
Algumas com
em um elipsóide.
aparência explosiva
Só estrelas
velhas.
Pouco ou
nenhum.
Insignificante
Órbitas
aleatórias.
Velhas e novas.
Muito
Grande
Estrelas e gás
têm órbitas
irregulares.
32
Voltando a falar sobre galáxias:
Massa
Luminosidade
Estrelas
33
Como as galáxias se sustentam sem desabarem
sobre si mesmas sob a força de sua gravidade ?
Espirais: Por rotação (momento angular) do disco.
Elípticas: Por movimentos aleatórios (dispersão de velocidades).
Movimentos aleatórios pequenos na nuvem protogaláctica ---> Galáxia Espiral
Movimentos aleatórios grandes na nuvem protogaláctica ---> Galáxia Elíptica
34
Teoria de ondas de densidade
Órbita aproximadamente
circular do material
35
Esquema de onda de densidade
36
Esquema de onda de densidade
Poeira entrando
no braço
Região do braço
espiral com
formação estelar
Região de
estrelas mais
velhas
37
Teoria de ondas de densidade
(linhas gerais)
Nós vemos o padrão espiral como o resultado de uma
atividade de formação de estrelas mais acentuada naquela
região. As regiões entre os braços, são praticamente tão
densas quanto as dos braços. O que acontece é que nas partes
mais visíveis (onde temos estrelas se formando), está ocorrendo
uma ligeira compressão no gás produzida por uma “perturbação”
denominada onda de densidade.
Esta compressão é que
desencadeia a formação de estrelas.
Vários fatores poderiam induzir estas ondas de densidade,
entre elas: a instabilidade do gás nas proximidades do bojo;
efeitos gravitacionais de galáxias satélites; assimetria do bojo.
38
Teoria de ondas de densidade
Os braços espirais não devem se vistos como um conjunto de estrelas, gás e poeira
movendo-se rígido pelo disco da galáxia, e sim como o resultado de uma onda de
compressão e rarefação que no momento está varrendo aquela parte da galáxia, e
tornando a região levemente mais densa que a média. Uma visão familiar de uma destas
ondas, pode ser obtida com auxílio da figura abaixo, que mostra um corriqueiro
engarrafamento de trânsito.
Um bloqueio em parte da rodovia, produz um acúmulo de veículos, por redução da
velocidade dos mesmos. Um observador fora da rodovia, vê carros diferentes a cada
momento, movendo-se mais lentamente no local do engarrafamento, e depois acelerando.
No braço da galáxia, ocorre algo similar, estrelas e gás entram no mesmo, diminuindo
sua velocidade, e aumentando a densidade na região. A onda se move mais lentamente e
independentemente do fluxo de material do disco da galáxia.
Na analogia do trânsito,
teríamos
que,
mesmo
liberando o bloqueio, após
o conserto da rodovia,
persistiriam os efeitos do
engarrafamento por algum
tempo.
Na galáxia também a
perturbação se move pelo
disco, mesmo depois que a
sua causa tenha desaparecido.
39
‘Pesando’ a Galáxia
As galáxias não rotam como um corpo rígido. Usando a terceira lei de
Kepler que relaciona a massa, período e tamanho das órbitas, podemos
fazer uma estimativa da massa da nossa galáxia interior à órbita do Sol:
Massa total = (semi-eixo maior) 3 / (período) 2
Força centrípeta = Força gravitacional
V 2 GMm
RV 2
m
=
→M=
2
R
R
G
V=
GM
R
MGaláxia ~ 1011 MSol
40
A “brilhante” idéia da Matéria Escura
Para explicar a curva de rotação observada, que contraria a tendência de
queda da velocidade de rotação nas suas partes externas, foi sugerida a
existência de matéria além dos limites observáveis da galáxia.
Representação da
distribuição de
matéria escura em
torno de uma galáxia
41
A “brilhante” idéia da Matéria Escura
No início do Universo, as
matérias escura e bariônica
estavam homogeneamente
distribuídas.
Pequenas
flutuações
de
densidade na distribuição
de matéria escura fizeram
com que esta produzisse
certas concentrações deste
material.
Mais
tarde
quando
o
Universo estava mais frio, a
matéria bariônica começou a
ser puxada para estes poços
de potenciais.
42
Candidatos a Matéria Escura
43
Candidatos a Matéria Escura
Matéria Ordinária
!
o
- Gás e poeira (matéria visível composta de 75% de Hidrogênio)
ad
v
- MACHOS (Massive Halo Compact Objetcs, Planetas, anãs marrons,…)
ro
p
e
R
Opções Exóticas
- Neutralinos
- WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles) - neutrinos
- Mudança da Gravidade (que na verdade não seria matéria)
A quantidade de matéria escura é 10 vezes maior
do que a de matéria convencional (bariônica).
44
Luminosidades e Cores de galáxias
A cor e a luminosidade das galáxias normais é o resultado da soma da
luz proveniente de suas estrelas constituintes.
Uma conexão pode ser estabelecida entre o tipo morfológico da
galáxia e sua população estelar dominante.
Galáxias Irregulares
População I.
possuem
predominantemente
estrelas
de
Espirais possuem tanto estrelas de Pop I como de Pop II, seguindo
uma seqüência crescente de aumento de luz proveniente de Pop II dos
tipos Sc para os Sa.
Lembrando
Pop I – População jovem, estrelas azuis, ricas em elementos pesados.
Pop II – População velha, estrelas vermelhas, ricas em H e He.
45
Diferentes tipos morfológicos de galáxias representadas em termos
de luminosidades derivadas de suas populações estelares.
Luminosidade da Pop I
----->
Sc
Sb
Sa
Irr
S0
E
gE
dE
Luminosidade da Pop II
----->
46
Quadro com propriedades gerais de galáxias
Espirais
Elípticas
Irregulares
Massa (MSol)
109 - 1012
106 - 1013
108 - 1011
Luminosidade (LSol)
108 - 10 11
106 - 1011
108 - 1011
M/L
2 - 10
5 - 30
1-3
Diâmetro (kpc)
5 - 50
1 - 200
1 - 10
Populações
estelares
Velha no Halo e Bojo
Jovem no Disco
Velha
Jovem e Intermediária
Tipo espectral
composto
A (Sc) até K (Sa)
G até K
A até F
Material
interestelar
Gás e poeira no Disco
Pouca quantidade de
gás e poeira
Muito gás; alguma
poeira
Ambiente em
grande escala
Em grupos, regiões de
baixa densidade de
galáxias
Aglomerados ricos
Regiões de baixa
densidade de galáxias
47
Como se parecem as
galáxias “vistas”
espectroscopicamente ?
Espectros contendo
linhas do Hidrogênio em
absorção e emissão
Exemplos de espectros
de estrelas
48
Como se parecem as
galáxias “vistas”
espectroscopicamente ?
Os espectros das
galáxias são o resultado
da soma da luz individual
de suas estrelas (~50
bilhões), mais nuvens
moleculares e regiões
com formação estelar.
Espectros para galáxias
representativas de
diferentes tipos
morfológicos.
49
Como se parecem as galáxias vistas espectroscopicamente ?
(aspectos típicos dos espectros)
Contínuo
Linhas de emissão
Linhas de absorção
Linhas de absorção: necessitam de metais nas atmosferas estelares ou
de gás frio no meio interestelar. Implica na existência de populações
estelares velhas. Estão presentes em elípticas e bojos de espirais.
Linhas de emissão: requerem gás quente ou estrelas dos tipos O e B.
Implica em estrelas recém formadas ou em formação. São produzidas
em discos de espirais e em galáxias Irregulares.
50
Endereços famosos (linhas)
Algumas linhas nos espectros são importantes para o estudo de
determinadas propriedades, pois estão relacionados com processos
físicos bem estabelecidos. Elas permitem o diagnóstico das
propriedades físicas da região proveniente tais como temperaturas,
densidades, composição química, etc.
51
Formação estelar em galáxias
A formação de estrelas em uma galáxia está relacionada com:
1- as condições iniciais de sua formação;
2- a evolução que a mesma sofre após sua formação;
3- a disponibilidade de gás e poeira frios.
As galáxias elípticas tiveram a produção de estrelas em um grande
surto, que foi interrompido após exaurirem seu “combustível” (o gás do
meio interestelar).
As galáxias espirais, possuidoras de um momento angular importante,
conseguiram suportar o colapso rápido do material da protogaláxia.
Após a formação de um Bojo, o restante do material tende a se
depositar ao longo do disco, e ao resfriar-se possibilita a formação de
estrelas. Este ciclo é bem mais longo que o das elípticas.
Um outro fator importante, é o meio ambiente em que a galáxia reside.
Este pode afetar favorável ou desfavoravelmente. Ex: Interações
entre galáxias tendem a induzir a formação de estrelas. Galáxias em
aglomerados tem seu gás arrancado pelo meio intergaláctico, inibindo-a.
52
Formação estelar em galáxias (cont.)
De uma forma geral podemos esquematizar a formação estelar em
galáxias, conforme o diagrama abaixo:
53
Formação estelar em galáxias (cont.)
Hα
Espectro da galáxia N92
expresso em unidades
relativas de fluxo
NII
SSRSDatabase
Database
SSRS
Estimativa da SFR através da medida da
intensidade da linha Hα. A intensidade é
proporcional a área do perfil.
54
Formação estelar em galáxias (cont.)
Estimativa da SFR pode ser feita através
da medida do fluxo na linha de 21 cm, como
o mostrado no espectro rádio da galáxia
UGC 4884, obtido com o radiotelescópio de
Arecibo.
55
Galáxias Peculiares
Galáxias peculiares são
aquelas que não se
enquadram nos padrões
normais da classificação
morfológica de Hubble. Elas
estão normalmente em algum
estágio de interação com
uma companheira.
Antennae
56
Detalhes da Antennae
Núcleos das galáxias que estão colidindo
Regiões de intensa formação estelar
57
Poeira
Animação mostrando a evolução de Antennae
..\filmes\evolve.qt
58
Como funcionam as forças de maré ?
[---- r ----]
[------------- R --------------]
Fperto
Fmassas
GMm
=
R2
GMm
=
(R − r)2
Fmaré
Flonge
GMmr
∝
R3
GMm
=
(R + r)2
As forças de maré atuam como uma tensão interna à galáxia, podendo até
levar a ruptura desta, se a companheira que estiver produzindo as forças
59
for muito massiva.
Estamos livres do perigo ????
Andrômeda x Galáxia
1
2
3
4
5
6
Esta simulação mostra os efeitos da colisão entre a Via Láctea e
Andrômeda. A fusão das duas deve ocorrer por volta daqui a 5 bilhões de
anos. No processo as órbitas das estrelas serão rearranjadas e no final,
deveremos ter um objeto de forma esferoidal. Não se espera colisões de
60
estrelas devido as grandes separações entre estas.
Galáxias Peculiares …
Roda de Carreta
Galáxia que foi atravessada por outra bem menor,
possivelmente uma das duas que estão à direita,
produzindo um surto de formação estelar61pela
perturbação no gás/poeira do meio interestelar.
Radiogaláxias
Centaurus A
(óptico)
Centaurus A
(rádio)
Radiogaláxias: São aquelas que apresentam forte emissão em
rádio, sendo apenas 1% de todas as galáxias (e 10% dos AGNs). 62
Um Raio-X de Centaurus A
Utilizando cores falsas para
representar distintas faixas
do espectro
eletromagnético, é possível
combinar as observações de
vários instrumentos e em
diferentes bandas
espectrais para se criar uma
imagem composta mostrando
como seria “vista” a galáxia
Centaurus A em uma ampla
faixa de freqüências. Os
mecanismos que produzem a
emissão em cada um destes
intervalos são distintos.
63
Como se formou a galáxia Centaurus A
..\filmes\origem_cen_a.mov
64
Galáxias com Núcleo Ativo – AGNs*
Estão incluídos nesta categoria: Galáxias
Seyfert, Radiogaláxias, Quasares e Blazares.
Centaurus A
65
* Active Galactic Nuclei
Na tentativa de se examinar se algumas das “nebulosas
espirais” seriam similares às nebulosas distribuídas dentro
de nossa Galáxia ...
=
?
66
Modelo Unificado para os AGNs
Jato Rádio (~1 Mpc)
NLR (~1 kpc)
Toro de Poeira (~10 pc)
BLR (~0.1 pc)
BH+Disco (<10-3 pc)
Desenho não está
em escala real
î
Sey-1
<-- Sey-2
Blazar
67
Espectro óptico de Sey-1
Hγ
⇩
Hβ
⇩
Hα
⇩
As linhas de emissão permitidas apresentam larguras de 1000-5000
68
km/s, enquanto as proibidas são da ordem de 500 km/s.
Espectro óptico de Sey-2
[OIII]
⇩⇩
[OI][NII][SII]
⇩
⇩⇩ ⇩
Tanto as linhas permitidas como as proibidas
apresentam larguras da ordem de 500 km/s.
69
A fonte de energia destes objetos
O modelo unificado dos AGNs ---> Disco de Acresção + Buraco Negro
Jato de partículas velozes
Linhas de campo magnético
Disco de
acréscimo
Buraco negro
Para gerar toda a energia que é
medida nestes AGNs, estima-se
que a quantidade de matéria a
ser acretada pelo BN é da
ordem de 1-10 MSol por ano.
70
Como isto funciona dentro de uma galáxia ?
Filme do AGN
71
Buracos Negros
Raio de Schwarzschild
Energ. Potencial Gravit. = Energ. Cinética
GMm/R = mv2/2 = mc2/2
RS (km) ~ 3 x M (Msol)
RS Terra ~ 1 cm
RS BNSM ~ 1 UA
72
73
Jato observado no óptico emitido pela galáxia Circinus
A figura mostra de
maneira aproximada um
cone representando jato
que foi observado pelo
telescópio Hubble.
74
Existem evidências da existência de um
Buraco Negro Supermassivo ?
As grandes velocidades medidas nas
duas regiões
observadas, podem
ser explicadas se
houver a presença
de um objeto muito
massivo (e relativamente compacto) no
núcleo da galáxia de
forma a manter o
material em órbitas
com tamanhas
velocidades.
75
Evidência da existência de um Buraco Negro
Supermassivo (ou pelo menos das vizinhanças dele).
76
A Galáxia tem um Buraco Negro em seu centro !
77
Distribuição de Galáxias e de
Matéria no Universo
78
Aglomerados de Galáxias
A maioria das galáxias estão em associações que envolvem desde alguns
poucos membros até milhares destes. Os aglomerados são excelentes
laboratórios para estudo de formação e evolução de galáxias, além de
ter sido encontrado neles, a primeira evidência de matéria escura. São
bons traçadores da estrutura em grande escala.
79
Aglomeração de galáxias - Grupos
Grupos pobres ( < 20 galáxias )
80
Aglomeração de Galáxias - Aglomerados
( 30 - 1000 galáxias )
Aglomerado
de Hydra
81
Meio Intra-aglomerado
Aglomerados possuem um meio gasoso permeando a sua distribuição de
galáxias. Normalmente este gás é quente e emite em raios-x, sendo
observações nesta faixa, importantes para determinações de sua
quantidade, distribuição, temperatura e composição química.
Aglomerado de Coma visto pelo Chandra
82
Aglomerado de Centaurus visto pelo Chandra
Raios-x + Radio
Aglomerado de galáxias de Virgo
Imagem em raios-x do satélite
Einstein, sobreposta a imagem
radio em 21cm do VLA mostrando
que onde a concentração de gás é
maior, os discos das espirais estão
truncados.
83
Imagem no óptico
Esta ilustração “artística” mostra como o gás no interior de um aglomerado
de galáxias removeria parte do material de uma de suas galáxias.
84
Formação e evolução de um aglomerado de
galáxias, mostrando as diversas componentes de
matéria do mesmo.
..\filmes\S2_960x640.avi
85
Lentes Gravitacionais
86
Telescópios naturais = Lentes gravitacionais
A teoria geral da relatividade prediz que a massa pode curvar raios
de luz, produzindo imagens múltiplas e imagens amplificadas. Este
fenômeno é chamado de lente gravitacional. O estudo de efeitos de
lente gravitacional produzido por aglomerados de galáxias nos
permite estimar a massa destes aglomerados, além de possibilitar
detecção de galáxias distantes. A mais distante galáxia detectada
(z~10) teve seu redshift medido com auxílio de lente gravitacional
produzido por um aglomerado de galáxias.
87
Lentes Gravitacionais – exemplo ilustrativo
Como enxergaríamos este prédio, se colocássemos
em sua frente um BN com a massa de Júpiter ?
88
Lentes Gravitacionais – exemplo ilustrativo
89
Lentes Gravitacionais
- (cont.)
Esquema do efeito de lente produzido por um aglomerado
90
Lentes Gravitacionais - exemplo
Imagem de
galáxias de fundo
distorcidas pela
lente.
91
Estrutura em Grande Escala
92
Estrutura em grande escala do Universo
A distribuição de matéria em grande escala é mapeada pela distribuição
das galáxias. Estas podem se apresentar isoladas, em grupos ou
aglomerados. Aglomerações de mais alta ordem (aglomerados de
aglomerados), denominados superaglomerados, formam as maiores
estruturas encontradas no Universo. Entre os aglomerados encontramos
grandes regiões praticamente despovoadas de galáxias. São os
chamados voids (vazios). Os aglomerados podem estar conectados uns
aos outros por estruturas filamentares de galáxias.
Diagrama em cunha que
mostra a distribuição de
galáxias em uma fatia
estreita do céu, revelando
a maneira como elas se
distribuem no Universo
Local.
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Superaglomerados de galáxias
Estas são as maiores estruturas visíveis no Universo, fazendo parte da
distribuição de galáxias em grande escala. São constituídos por
filamentos, paredes, aglomerados de galáxias, galáxias esparsas. Eles
parecem circundar os voids, que são regiões de baixa densidade de
galáxias, produzindo a característica estrutura “celular” observada.
Os superaglomerados - SC são costumeiramente identificados pelos
aglomerados ricos que os constituem, como os picos mais altos de uma
cadeia de montanhas.
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Distribuição de superaglomerados
no Universo Local
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Superaglomerado Local
96
Um passeio pelo Universo Local
97
Bibliografia
Astronomia e Astrofísica – Kepler S.O. Filho & Maria de Fátima O. Saraiva –
aquivo .pdf no site http://astro.if.ufrgs.br
An Introduction to Modern Astrophysics – B.W. Carrol & D.A. Ostlie –
Addison-Wesley Publishing Company, Inc – 1996.
Galaxies and Galactic Structure – D. M. Elmegreen – Prentice Hall – 1998.
Novas Janelas para o Universo – M.C. Abdalla & T. Villela Neto – Editora
UNESP 2005.
Fundamental Astronomy – H. Karttunen et al. – Springer Verlag – 1996.
Astronomy Today – E. Chaison & S. McMillan – Prentice Hall - 1999.
As Fornalhas do Universo – M.E.G. dal Pino & V. Jatenco-Pereira – Ciência
Hoje vol. 27, n. 360, pag. 30.
Introdução à Cosmologia – R.E. de Souza – Editora EDUSP 2004.
Superaglomerados de Galáxias – M.A.G. Maia – Revista Ciência Hoje vol.
98
38, n. 225, pag. 32.
Sites
http://staff.on.br/maia/ - Site contendo esta apresentação e
algumas outras que talvez possam ter interesse.
http://www.stsci.edu - Telescópio espacial Hubble
http://astro.princeton.edu/~frei/galaxy_catalog.html
imagens de galáxias nos filtros Azul e Vermelho.
-
Catálogo
de
http://www.on.br – Portal do Observatório Nacional
e-mail: [email protected]
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Tabela de constantes
Unidade astronômica -> a.u. = 1.5 x 108 km (distância média Terra-Sol)
Ano luz --------------> a.l. = 9.5 x 1012 km
~ 1013 km
Parsec ----------------> pc = 3.0 x 1013 km
~ 3.26 a.l.
Velocidade da luz -----> c = 3.0 x 105 km/s
Massa da Terra ------> MTerra= 5.9 x 1024 kg
Raio da Terra ---------> RTerra = 6378 km
Massa do Sol -------->
MSol = 2.0 x 1030 kg
Raio do Sol ---------->
RSol = 7.0 x 105 km
Massa do Próton ------> mp = 1.7 x 10-27 kg
Massa do Elétron -----> me = 9.1 x 10-31 kg
10-2 = 0.01
102 = 100
kilo
10-1 = 0.1
101 = 10
mega = M = 106
100 = 1
= k = 103
giga = G = 109
100