Cuatro Sesiones de AstronomíaCuatro Sesiones de Astronomía
4. Galaxias y el Universo
Alberto Carramiñana Alonso
Liceo Ibero Mexicano, 16 agosto 2002
La Vía Láctea
• Constituidad por 1011 estrellas + gas + polvo + campos magnéticos + partículas de alta energía.
• El gas y polvo forman el medio interestelar.
El medio interestelar
• Distintos tipos de nebulosas:– Oscuras: obstruyen la luz (Cabeza de Caballo, glóbulos
de Bok). Observables en radio y microondas.
– De reflexión: dispersan la luz de estrellas cercanas
– Regiones ionizadas: cercanas a estrellas calientes.
– Nebulosas planetarias: alrededor de enanas blancas.
– Remanentes de supernova: en algunas se ha encontrado la estrella de neutrones. Brillantes en rayos X.
El gas del medio interestelar
• En radio vemos electrones moviéndose en campos magnéticos.
• En rayos gamma vemos electrones y protones chocando con gas del medio interestelar.
Nebulosas del medio interestelar
La nebulosa de Andrómeda
En el centro del debate Curtis - Shapley: ¿son las espirales nubes de nuestra galaxia o galaxias aparte?.
Tipos de galaxias
• Elípticas.
• Espirales.
• Irregulares.
Galaxias espirales
M101 M104
M106
M51
M81 y M82
M63
Galaxias activas
• El núcleo brilla mas que el resto de la galaxia.
• Muestran jets en radio o en el óptico.
• Divididas en subclases: “starburst”, cuasares, objetos Bl Lacerta, Seyferts (1 y 2)...
El centro de las galaxias activas
• La mejor explicación es un hoyo negro supermasivo (M>100 millones de M) en el centro de la galaxia.
• Un hoyo negro de estas dimensiones mide 4UA de diámetro: menor que el sistema solar.
Cúmulos de galaxias
El campo profundo de HubbleEl campo profundo de Hubble
La distribución de las galaxias
• Distribución de cientos de miles de galaxias.
• El Universo a gran escala presenta una estructura en filamentos, grupos y huecos.
Materia oscura no bariónica
• Se requiere materia oscura para explicar los movimientos de estrellas en galaxias y galaxias en cúmulos.
• Modelos de formación de galaxias y estructura a gran escala requieren mas materia de la que se ve.
El Universo en expansión
• Implícito en la formulación original de la relatividad general, corregida por Einstein para acomodar un Universo estático.
• La ley de Hubble (1929): v = Hd , donde 1/H es comparable a la edad del Universo (=2/3H en el modelo de Einstein- de Sitter).
• Hoy en día se estima H = 70 km/s/Mpc
El big bang
• Considerable evidencia observacional:– La expansión de Hubble.– El Fondo cósmico de microondas.– La abundancia del helio y otros elementos
ligeros.
• Debió ocurrir hace 15 mil millones de años.
El helio primigenio
• La mayor parte del helio debió formarse durante el big bang (las estrellas no han tenido tiempo suficiente).
• Los elementos mas pesados (Carbono en adelante) se formaron posteriormente (estrellas y supernovas).
• La abundancia primigenia del helio, litio, deuterio restringen las condiciones durante el big bang.
• De acuerdo a esto, la densidad de bariones es el 5% de la necesaria para cerrar el Universo: bar 0.05 .
El fondo de microondasEl fondo de microondas
• Interpretado como el vestigio de la gran explosión. • Emisión corresponde a un objeto a 2.726 grados Kelvin.
La formación de las primeras estructuras
• Pequeñisimas variaciones en la temperatura del fondo de microondas (1 parte en 100,000) indican donde se formaron las primeras grandes estructuras del Universo.
La situación presente del
Universo
• Mediciones del fondo de microondas indican: 1
• Mediciones de supernovas indican: 0 ¿la presión del vacío?
• El consenso es un Universo constituido por:– la constante cosmológica (70%)
– materia no bariónica (25%)
– materia bariónica (5%).
Archivos y referencias
• Bóveda celeste: http://www.inaoep.mx/alberto/cursos/ibmx_ago2002a.ppt
• Sistema solar: http://www.inaoep.mx/alberto/cursos/ibmx_ago2002b.ppt
• Estrellas: http://www.inaoep.mx/alberto/cursos/ibmx_ago2002c.ppt
• Galaxias: http://www.inaoep.mx/alberto/cursos/ibmx_ago2002d.ppt
• “The physical universe: an introduction to astronomy”, Frank Shu, Ed.University Science Books
• “Our evolving universe”, Malcolm Longair, Ed. Cambridge University Press
Astronomía en México
• Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica: http://www.inaoep.mx/
• Instituto de Astronomía de la UNAM:– CU: http://www.astroscu.unam.mx/– Morelia: http://www.astrosmo.unam.mx/– Ensenada: http://www.astrosen.unam.mx/
• Departamente de Astronomía, Universidad de Guanajuato: http://www.astro.ugto.mx/
• Artículos de divulgación “Un rincón cerca del Cielo”: http://www.inaoep.mx/rincon/