AS 42A: Astrof ísica de Galaxias Clase #2
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AS 42A: Astrofísica de Galaxias Clase #2 Profesor: José Maza Sancho 9 Marzo 2007
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AS 42A: Astrof ísica de Galaxias Clase #2. Profesor: Jos é Maza Sancho 9 Marzo 2007. La V ía Láctea. Franja blanquecina que cruza el cielo dividi éndolo en dos partes iguales. Galileo (1564-1642) en 1610 vio que la Vía Láctea está compuesta por miles de estrellas. - PowerPoint PPT Presentation
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AS 42A: Astrofísica de GalaxiasClase #2
AS 42A: Astrofísica de GalaxiasClase #2
Profesor: José Maza Sancho
9 Marzo 2007
Profesor: José Maza Sancho
9 Marzo 2007
La Vía LácteaLa Vía Láctea
Franja blanquecina que cruza el cielo dividiéndolo en dos partes iguales.
Galileo (1564-1642) en 1610 vio que la Vía Láctea está compuesta por miles de estrellas.
En 1750 Thomas Wright propuso que la Vía Láctea era achatada como una aspirina (él la comparó con una piedra esmeril). Hoy la hipótesis de Wright se conoce como “la piedra esmeril”.
Franja blanquecina que cruza el cielo dividiéndolo en dos partes iguales.
Galileo (1564-1642) en 1610 vio que la Vía Láctea está compuesta por miles de estrellas.
En 1750 Thomas Wright propuso que la Vía Láctea era achatada como una aspirina (él la comparó con una piedra esmeril). Hoy la hipótesis de Wright se conoce como “la piedra esmeril”.
La Vía LácteaLa Vía Láctea
En 1755 Inmanuel Kant propuso que la Vía Láctea era un sistema achatado pues se encontraba en rotación.
Kant especuló con la idea que la Vía Láctea era tan sólo una isla en el Universo, que estaba compuesto por miles de sistemas como la Vía Láctea.
La hitótesis de Kant se ha llamado la teoría de los “universos-islas”.
En 1755 Inmanuel Kant propuso que la Vía Láctea era un sistema achatado pues se encontraba en rotación.
Kant especuló con la idea que la Vía Láctea era tan sólo una isla en el Universo, que estaba compuesto por miles de sistemas como la Vía Láctea.
La hitótesis de Kant se ha llamado la teoría de los “universos-islas”.
El primero en estudiar en detalle la Vía Láctea fue William Herschel.
En 1780 propuso un modelo de la Vía Láctea basado en recuentos de estrellas en diversas direcciones.
Herschel encontró que la Vía Láctea es un sistema achatado, como una lenteja, cuyo eje menor es 1/5 de sus otros ejes, que sería iguales.
El Sol está en el plano principal de simetría y muy cerca del centro.
Herschel no pudo establecer el tamaño de la Vía Láctea pero lo estimó en 900 veces la distancia a Sirio (esto es ~10.000 años-luz).
El primero en estudiar en detalle la Vía Láctea fue William Herschel.
En 1780 propuso un modelo de la Vía Láctea basado en recuentos de estrellas en diversas direcciones.
Herschel encontró que la Vía Láctea es un sistema achatado, como una lenteja, cuyo eje menor es 1/5 de sus otros ejes, que sería iguales.
El Sol está en el plano principal de simetría y muy cerca del centro.
Herschel no pudo establecer el tamaño de la Vía Láctea pero lo estimó en 900 veces la distancia a Sirio (esto es ~10.000 años-luz).
En la segunda mitad del siglo XIX el holandés Jacobo Kapteyn estudió la Vía Láctea formulando un modelo muy similar al de Herschel.
El modelo de Kapteyn es un sistema achatado, de unos 10.000 años-luz de diámetros, con un espesor de 1/5 del diámetro y el Sol muy cerca del centro.
Entre 1900 y 1920 el universo de Kapteyn era el más aceptado por los astrónomos.
En la segunda mitad del siglo XIX el holandés Jacobo Kapteyn estudió la Vía Láctea formulando un modelo muy similar al de Herschel.
El modelo de Kapteyn es un sistema achatado, de unos 10.000 años-luz de diámetros, con un espesor de 1/5 del diámetro y el Sol muy cerca del centro.
Entre 1900 y 1920 el universo de Kapteyn era el más aceptado por los astrónomos.
En 1918 el norteamericano Harlow Shapley, estudiando la distribución de cúmulos globulares alrededor de la Vía Láctea encontró que el Sol está muy lejos del centro y que la Vía Láctea es mucho mayor que lo que Kapteyn había supuesto.
La galaxia de Shapley tiene 300.000 años-luz de diámetro y 1/10 de espesor.
Estudios a partir de 1930 ha demostrado la veracidad del modelo de Shapley, aunque la galaxia es bastante menor.
En 1918 el norteamericano Harlow Shapley, estudiando la distribución de cúmulos globulares alrededor de la Vía Láctea encontró que el Sol está muy lejos del centro y que la Vía Láctea es mucho mayor que lo que Kapteyn había supuesto.
La galaxia de Shapley tiene 300.000 años-luz de diámetro y 1/10 de espesor.
Estudios a partir de 1930 ha demostrado la veracidad del modelo de Shapley, aunque la galaxia es bastante menor.
Componentes de la Vía Láctea.Componentes de la Vía Láctea.
ParéntesisParéntesis 1 unidad astronómica de distancia =
149.600.000 kilómetros. 1 parsec 206.265 U.A = 206.265 x 149.600.000 km = 3,09 x 1013 km 1 año-luz = 300.000 x 86.400 x 365,25 = 9,47 x 1012 km 1 parsec = 1 pc = 3,26 años-luz
1 unidad astronómica de distancia = 149.600.000 kilómetros.
1 parsec 206.265 U.A = 206.265 x 149.600.000 km = 3,09 x 1013 km 1 año-luz = 300.000 x 86.400 x 365,25 = 9,47 x 1012 km 1 parsec = 1 pc = 3,26 años-luz
Desde 206.265 U.A. el semi-eje mayor de la órbita terrestre sustiende un ángulo de 1 segundo de arco.
El ángulo que sustiende el semi-eje mayor de la órbita terrestre, visto desde una estrella, se define como el paralaje de la estrella.
Desde 206.265 U.A. el semi-eje mayor de la órbita terrestre sustiende un ángulo de 1 segundo de arco.
El ángulo que sustiende el semi-eje mayor de la órbita terrestre, visto desde una estrella, se define como el paralaje de la estrella.
€
π"=1
d(pc)
Componentes de la Vía LácteaComponentes de la Vía Láctea
La Vía Láctea contiene estrellas, gas y polvo.
Su masa es de ~ 1011 masas solares, en masa visible.
Su masa total es de 1012 Mo donde el 90% es masa oscura.
La Vía Láctea contiene estrellas, gas y polvo.
Su masa es de ~ 1011 masas solares, en masa visible.
Su masa total es de 1012 Mo donde el 90% es masa oscura.
Halo de materia oscuraHalo de materia oscura
Esferoide oblato 0,8:1,0:1,0 Materia oscura es 10x más abundante que
la materia luminosa. Las estrellas se mueven en el pozo de
potencial de la materia oscura.
Esferoide oblato 0,8:1,0:1,0 Materia oscura es 10x más abundante que
la materia luminosa. Las estrellas se mueven en el pozo de
potencial de la materia oscura.
Disco GalácticoDisco Galáctico
100.000 años-luz de diámetro 10.000 años-luz de espesor El plano galáctico divide al disco en dos partes
iguales. Masa del disco ~ 1011 Mo
Contiene gas y polvo. El Sol está muy cerca del plano galáctico y a
mitad de camino entre el centro y el borde.
100.000 años-luz de diámetro 10.000 años-luz de espesor El plano galáctico divide al disco en dos partes
iguales. Masa del disco ~ 1011 Mo
Contiene gas y polvo. El Sol está muy cerca del plano galáctico y a
mitad de camino entre el centro y el borde.
Componentes de la Vía Láctea.Componentes de la Vía Láctea.
Coordenadas GalácticasCoordenadas Galácticas
Plano principal: plano galáctico Polos: polos galácticos. Latitud y longitud galácticas. Latitud positiva hacia el norte; de 0º a +90º Longitud: 0º hacia el centro galáctico; 90º hacia donde rota la galaxia (hacia donde se
mueve el Sol). 180º hacia el anti-centro
Plano principal: plano galáctico Polos: polos galácticos. Latitud y longitud galácticas. Latitud positiva hacia el norte; de 0º a +90º Longitud: 0º hacia el centro galáctico; 90º hacia donde rota la galaxia (hacia donde se
mueve el Sol). 180º hacia el anti-centro
La galaxia tiene brazos espirales en el disco.
Las estrellas rotan alrededor del centro. El Sol lo hace a 220 km/s.
La estructura espiral también rota pero lo hace a una velocidad mucho menor.
La estructura espiral rota como un cuerpo rígido.
La galaxia tiene brazos espirales en el disco.
Las estrellas rotan alrededor del centro. El Sol lo hace a 220 km/s.
La estructura espiral también rota pero lo hace a una velocidad mucho menor.
La estructura espiral rota como un cuerpo rígido.
BulboBulbo
En la zona central la galaxia presenta una zona de mayor densidad que el halo, llamado bulbo.
El bulbo tiene una masa de 1010 Mo.
En la zona central la galaxia presenta una zona de mayor densidad que el halo, llamado bulbo.
El bulbo tiene una masa de 1010 Mo.
Disco gaseosoDisco gaseoso
El disco se extiende hasta grandes distancias del centro galáctico en lo que se ha dado en llamar un disco gaseoso.
El disco estelar tiene ~ 30 kpc de diámetro El disco gaseoso tiene ~ 50 kpc de
diámetro.
El disco se extiende hasta grandes distancias del centro galáctico en lo que se ha dado en llamar un disco gaseoso.
El disco estelar tiene ~ 30 kpc de diámetro El disco gaseoso tiene ~ 50 kpc de
diámetro.
Halo estelarHalo estelar
El halo estelar es esferoidal y contiene ~ 109 Mo.
El halo estelar es esferoidal y contiene ~ 109 Mo.
ResumenResumen
Halo de materia oscura: 1012 Mo
Disco 1011 Mo
Bulbo 1010 Mo
Halo estelar 109 Mo
Halo de materia oscura: 1012 Mo
Disco 1011 Mo
Bulbo 1010 Mo
Halo estelar 109 Mo
Tamaño de la Vía LácteaTamaño de la Vía Láctea
Las galaxias más cercanas a la V.L. son las Nubes de Magallanes (LMC y SMC) que están a 50 kpcs y a 60 kpcs, respectivamente.
El halo de materia oscura puede tener un diámetro de 100 kpc.
¿Qué tamaño tiene el disco? El disco estelar: 30 kpc de diámetro El disco gaseoso 50 kpc de diámetro El disco estelar tiene un espesor de ~ 1 kpc
Las galaxias más cercanas a la V.L. son las Nubes de Magallanes (LMC y SMC) que están a 50 kpcs y a 60 kpcs, respectivamente.
El halo de materia oscura puede tener un diámetro de 100 kpc.
¿Qué tamaño tiene el disco? El disco estelar: 30 kpc de diámetro El disco gaseoso 50 kpc de diámetro El disco estelar tiene un espesor de ~ 1 kpc
El halo estelar es difícil saber pero parece extenderse más allá de 20 kpc del centro.
El bulbo es elongado (barra) tiene un eje mayor de 6 kpc y dos ejes menores de 2 kpc.
El bulbo tiene más masa que el halo estelar pero tiene poca importancia en la dinámica global de la galaxia.
El halo estelar es difícil saber pero parece extenderse más allá de 20 kpc del centro.
El bulbo es elongado (barra) tiene un eje mayor de 6 kpc y dos ejes menores de 2 kpc.
El bulbo tiene más masa que el halo estelar pero tiene poca importancia en la dinámica global de la galaxia.
ProblemaProblema
Si el Sol está a 8,5 kpc del centro galáctico y orbita a 220 km/s ¿Cuál es su período?
R:
T= 7,5 x 1015 seg = 2,4 x 108 años
Si el Sol está a 8,5 kpc del centro galáctico y orbita a 220 km/s ¿Cuál es su período?
R:
T= 7,5 x 1015 seg = 2,4 x 108 años
€
T =2πr
v=
2π ⋅8.500 ⋅206.265 ⋅149.600.000
220
kmkms
⎡
⎣ ⎢ ⎢
⎤
⎦ ⎥ ⎥
Edad del Sol: 4.600 x 106 años El Sol ha dado algo más de 19 vueltas
alrededor del centro galáctico.
Edad del Sol: 4.600 x 106 años El Sol ha dado algo más de 19 vueltas
alrededor del centro galáctico.
Constituyentes principales de la Vía Láctea
Constituyentes principales de la Vía Láctea
Materia Oscura M ~ 1012 Mo
No emite ni absorbe NO CONOCEMOS SU NATURALEZA Parte puede ser bariónica pero la mayor
parte debe ser no-bariónica. Algun tipo de partícula elemental.
Materia Oscura M ~ 1012 Mo
No emite ni absorbe NO CONOCEMOS SU NATURALEZA Parte puede ser bariónica pero la mayor
parte debe ser no-bariónica. Algun tipo de partícula elemental.
EstrellasEstrellas
Hay ~ 1011 estrellas que corresponden a ~ 1011 Mo
La mayoría de las estrellas están en el disco.
Las estrellas se diferencian en: Sus masas Sus edades Sus composiciones químicas
Hay ~ 1011 estrellas que corresponden a ~ 1011 Mo
La mayoría de las estrellas están en el disco.
Las estrellas se diferencian en: Sus masas Sus edades Sus composiciones químicas
Gas y PolvoGas y Polvo
El gas se concentra en el plano galáctico ± 150 pc del plano.
Composición química del gas:~70% Hidrógeno~28% Helio 2% elementos químicos pesados
El gas se concentra en el plano galáctico ± 150 pc del plano.
Composición química del gas:~70% Hidrógeno~28% Helio 2% elementos químicos pesados
En nubes densas y frías, con muy poca radiación UV: H2 + otras moléculas
En nubes calientes: H+ HII Casos intermedios: Hidrógeno atómico H HI Masa gaseosa total ~10% de la masa
estelar ~1010 Mo
En nubes densas y frías, con muy poca radiación UV: H2 + otras moléculas
En nubes calientes: H+ HII Casos intermedios: Hidrógeno atómico H HI Masa gaseosa total ~10% de la masa
estelar ~1010 Mo
Polvo InterestelarPolvo Interestelar
Pequeñas partículas de Carbono, silicatos y otros metales.
El núcleo del polvo es carbono o silicatos. Tienen un manto de hielos H2O, NH3, CO Tamaño: 10-7 a 10-6 m [0,1m a 1m] Parecido a las partículas de humo en la Tierra. Masa total del polvo: 1% masa gaseosa ~ 108Mo
Pequeñas partículas de Carbono, silicatos y otros metales.
El núcleo del polvo es carbono o silicatos. Tienen un manto de hielos H2O, NH3, CO Tamaño: 10-7 a 10-6 m [0,1m a 1m] Parecido a las partículas de humo en la Tierra. Masa total del polvo: 1% masa gaseosa ~ 108Mo
