il cielo come laboratorio anno scolastico 2008/09

“Il Cielo come Laboratorio”

anno scolastico 2008/09

Asiago, 3 – 7 febbraio 2009

Liceo Scientifico “E. Curiel” - Padova

Valentina Guglielmo, Nicola Amoruso, Angelo Colombo

DISPERSIONE DI VELOCITA’ IN GALASSIE ELLITTICHE

Fonti, tecniche e svolgimento del lavoro:

Fonte dati: • archivio SDSS

• articolo “A Survey of Galaxy Redshifts. Data Reduction Techniques” di Tonry and Davis, the

Astronomical Journal

Tecniche:Correlazione incrociata ed analisi spettrale

Software:IRAF - FXCOR

La dispersione di velocità fornisce una stima del moto caotico delle stelle attorno al centro di massa

della galassia.

Le galassie ellittiche sono composte prevalentemente di stelle di prima popolazione (classe K).

Il loro spettro è la somma degli spettri delle stelle dalle quali sono composte.

Confrontando le righe dei due spettri (privati del continuo)

Si ottiene un picco di correlazione (con il

programma Iraf Fxcor) che si approssima ad una gaussiana e permette il

calcolo della dispersione

Il significato fisico della dispersione è dato da

1N

vvσ

2

Cioè la deviazione standard delle velocità lineari stellari rispetto alla velocità media

Utilizzando i valori delle dispersioni e i raggi efficaci delle singole galassie si può calcolare la massa

G

σRe=M

0.33

2

G

σRe=M

0.33

2

G

σRe=M

0.33

2

G

σRe=M

0.33

2

G

σRe=M

0.33

2

G

σRe=M

0.33

2

G

σRe=M

0.33

2

La formula deriva dal teorema del viriale (2Ek + U = 0) con la sostituzione v = cost * σ

Confrontando i valori di massa e dispersione ottenuti si osserva che confermano la proporzionalità prevista

costG

σ = R

M 2 1

costG

σ = R

M 2 1

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

300,00

350,00

0,00E+00 2,00E+10 4,00E+10 6,00E+10 8,00E+10

M/Ref (Mo/")

Dis

pers

ion (

Km

/s)

Infatti la dispersione cresce con la “densità di massa lineare” della galassia

Conclusioni

All’ aumentare della massa di una galassia (ellittica) aumenta anche la caoticità del moto delle stelle al suo

interno, e quindi la dispersione.

Una simile relazione può valere per qualsiasi insieme di corpi in moto attorno a un centro di massa,

a meno di una costante

Si può supporre che materia oscura e buchi neri alterino tali relazioni

Un particolare ringraziamento ai proff. Stefano Ciroi e Francesco di Mille

Si ringrazia il Dipartimento di Astronomia dell’Università di Padova e la Dirigenza del Liceo scientifico “E. Curiel” di

Padova