Un tomb per l’Univers: Del Sistema Solar a les Galàxies

Presentación del tema: "Un tomb per l’Univers: Del Sistema Solar a les Galàxies"— Transcripción de la presentación:

1 Un tomb per l’Univers: Del Sistema Solar a les Galàxies
Josep Manel Carrasco Martínez Departament d’Astronomia i Meteorologia, Universitat de Barcelona

2 Avui vinc a parlar-vos d’ ASTROLOGIA
M Avui vinc a parlar-vos d’ ASTROLOGIA Astrologia f. Estudi o interpretació dels astres que pretén conèixer i estudiar la influència dels astres en el destí dels homes, i pronosticar, per la seva posició i aspecte els successos terrestres. Astronomia f. Ciència que estudia els astres, els seus moviments i les lleis que els governen. Astrofisica f. Part de la astronomia que aplica els mètodes i instruments de la física a l’estudi dels cossos celests. L’astrofísica estudia l’estat, aspecte, volum, pes, lluminositat, moviments i composició química dels astres.

3

4 El Sol Massa (kg) 1.989·1030 Radi equatorial (km) 695000
Densitat mitja (g/cm3) 1.410 Lluminositat (erg/s) 3.827·1033 Temperatura mitja en superfície 6000 ºC Tipus estel·lar G2 V - Població I Període de rotació (dies) 25-36 Edat (milers de milions d'anys) 4.5 Components químics principals: Hidrogen Heli Oxigen Carboni Nitrogen Neó Ferro Silici Magnesi Sofre Altres 92.1% 7.8% 0.061% 0.030% 0.0084% 0.0076% 0.0037% 0.0031% 0.0024% 0.0015%

5 El Sol. Estructura Estructura interna: Capa radiativa ( km. On es produeixen les reaccions termonuclears), Capa convectiva ( km. Transport de la energia mitjançant el moviment de la matèria). Estructura externa: Fotosfera, Cromosfera i Corona.

6 Cromosfera: 2000 km de gruix
Fotosfera: Superfície visible del Sol. T= 6000 K. 400 km de gruix. Grànuls de 1000 km de diàmetre Corona: Fins a 106 km sobre la cromosfera. Partícules a milions de graus.

7 Activitat Solar El Sol no és un objecte estàtic ni invariant sinó que té un seguit de processos associats al que anomenem activitat solar. L’activitat solar ve condicionada per l’efecte dels camps magnètics en el plasma que constitueix el Sol. Aquest camp magnètic no és constant sinó que varia en cicles d’aproximadament 22 anys. Aquests 22 anys es poden dividir en dos semiperíodes de polaritat inversa. Són els anomenats Cicles Solars. Els fenòmens més destacats són: Taques solars Protuberàncies o prominències Fàcules Fulguracions o erupcions cromosfèriques ../..

8 Taques Solars És la mostra més coneguda d’activitat solar.
És un espai fosc d’uns 100 km amb una temperatura graus menor que l’entorn. Es distingeix clarament a regió més fosca (umbra) i l’entorn filamentós (penumbra). S’originen per la presència de camps magnètics molt intensos que inhibeixen la convecció i redueixen la lluminositat. Les taques solen aparèixer per parelles de diferent polaritat a una latitud de 40º.

9 Taques Solars

10 Protuberàncies i Fulguracions
Són fenòmens de tipus eruptiu i gran espectacularitat. Es troben associades a la ruptura de les línies de camp magnètic en regions amb abundància de taques. El material segueix aquestes línies de camp realitzant trajectòries vistoses La temperatura del material arriba a uns graus. Les fulguracions afecten a la capa ionosfèrica de la Terra produint el que coneixem com a aurores.

11 Protuberàncies i Fulguracions

12 Ejeccions de Matèria Coronal

13 Aurores

14 Mercuri Planeta més proper al Sol.
Diàmetre 4879 km Massa 0.055 Terres Rotació 58.25 dies Període orbital 87.97  dies Obliqüitat 0º Gravetat 0.37 G Densitat 5.43 g/cm3 Planeta més proper al Sol. D’aspecte semblant a la Lluna (molts cràters)  Superfície vella, sense procés regenerador. Sense atmosfera. Densitat molt elevada. Any i dia de duració similar.

15 Mercuri Caloris Basin captat per la Mariner 10. Fa més de 1000 km de diàmetre i va ser creat per l’impacte d’un gran meteorit fa milions d’anys. Es poden veure fractures (a dalt a la dreta) i crestes. Cràter de Mercuri de 100 km de diàmetre. Es pot apreciar l’estructura de terrasses i el pic central producte de l’impacte.

16 Venus Màxima elongació de 48º  Més fàcil d’observar que Mercuri.
Diàmetre 12104 km Massa 0.815 Terres Rotació dies Període orbital  dies Obliqüitat 177º 18’ Gravetat 0.91 G Densitat 5.25 g/cm3 Màxima elongació de 48º  Més fàcil d’observar que Mercuri. Posseeix atmosfera. Gran efecte hivernacle (pel CO2). Tª = 440ºC Cobert per densa capa de núvols d’H2SO4 Rotació retrògrada i lenta. Superfície sense cràters  quin és el mecanisme de regeneració? Trànsits molt menys freqüents que a Mercuri. Proper trànsit 8 de juny de 2004.

17 Venus Degut a que els núvols no deixen veure la superfície de Venus des de fora de la superfície s’han d’utilitzar altres tècniques, com ara el radar. Mencionar que la tècnica del ràdar permet fer reconstrucció 3D de la superfície. Cràter Golubkina de 34 km de diàmetre vist amb el radar Reconstrucció 3D del cràter Golubkina

18 La Terra Planeta més gran dels interiors.
Diàmetre 12756 km Massa 1 Terra Rotació 23 h 56 m 4s Període orbital 1 any = dies Obliqüitat 23º 27’ Gravetat 0.165 G Densitat 5.52 g/cm3 Planeta més gran dels interiors. Posseeix atmosfera amb grans quantitats d’oxigen (21%). Té aigua líquida a la superfície. Camp magnètic important. Geològicament activa. Tectónica de plaques. Hi ha VIDA!!!

19 La Terra L’atmosfera de la Terra conté núvols d’aigua que poden formar grans tempestes i fins i tot huracans, com aquest de 1985, anomenat Elena, que va assolir les costes de Florida.

20 La Terra Les precipitacions provoquen que l’aigua circuli per la superfície sòlida dels planetes, creant sistemes fluvials (a dalt veiem un de Yemen) que van a parar de nou al mar, formant a la seva desembocadura deltes com el de l’Ebre.

21 La Terra Pols del Sàhara sobre les illes Canàries
Erupció a l’illa de Montserrat, març 2002

22 La Lluna Molt assemblat a Mercuri. Superfície saturada de cràters.
Diàmetre km Massa 0.012 Terres  Rotació   dies Període orbital  dies Obliqüitat 6.68 º Gravetat 0.165 G Densitat 3.34 g/cm3 Molt assemblat a Mercuri. Superfície saturada de cràters. Sense atmosfera. Període rotació = Període orbital  Mateixa cara visible des de la Terra. Zones fosques (Maria) i zones clares (Highlands).

23 La Lluna La Lluna és l’únic cos celest que ha trepitjat l’home, traient la Terra. Ho va fer per primer cop Neil Armstrong el 20 de juliol de 1969.

24 Mart El seu dia dura gairebé igual que el de la Terra.
Diàmetre 6794 km Massa 0.107 Terres Rotació 24 h 37 m 23s Període orbital 686.98  dies Obliqüitat 25º 11’ Gravetat 0.38 G Densitat 3.94 g/cm3 El seu dia dura gairebé igual que el de la Terra. Atmosfera poc densa i composta essencialment de CO2. No hi ha saturació de cràters  Mecanisme de regeneració? Aigua en el subsòl. 2 satèl·lits (Fobos i Deimos)

25 Mart A Mart hi ha tempestes globals de sorra que poden obscurir el planeta totalment

26 Mart En el passat marcià és possible que hi hagués hagut aigua circulant per la superfície. La fotografia de l’esquerra recorda al sistema fluvial que hem vist a Yemen. A la dreta veiem com l’aigua del passat va deixar rastres a la superfície.

27 Els Asteroides La gran majoria es troben entre Mart i Júpiter (distància promig = 2.8 UA). Ceres, el més gran amb 800 km de diàmetre, va ser el 1er a ésser descobert (1 de gener de 1801). Es coneixen uns 5000 asteroides amb òrbita ben determinada. 12 febrer de 2001, NEAR va aterrar a l’asteroide Eros. Ida té un satèl·lit anomenat Dactyl (fotografia).

28 Júpiter Planeta més gran del Sistema Solar.
Diàmetre km Massa 318 terres Rotació 9 h 55m Període orbital   anys Obliqüitat 3º 12’ Gravetat 2.36 G Densitat 1.33 g/cm3 Planeta més gran del Sistema Solar. Planeta format majoritàriament d'hidrogen i heli en estat gasós, amb traces de metà i amoníac que li dóna color als seus núvols. Posseeix un gran camp magnètic. Té, al menys, 52 satèl·lits. Té un anell molt prim.

29 Júpiter A l’atmosfera de Júpiter es pot apreciar una gran taca, coneguda com a Gran Taca Vermella. És una enorme tempesta (recordeu la foto de l’huracà vist a la Terra?) descoberta l’any La seva grandària és x km.

30 Júpiter Anell de Júpiter:
Satèl·lits galileans (descoberts per Galileu l’any 1610): Ganímedes Cal·listo Ío Europa

31 Saturn 2on. Planeta més massiu del Sist. Solar
Diàmetre km Massa 95.2 Terres Rotació 10h 39m Període orbital anys Obliqüitat 26º 44’ Gravetat 0.91 G Densitat 0.71 g/cm3 2on. Planeta més massiu del Sist. Solar Té un sistema d’anells molt visible. Composició i estructura semblant a Júpiter. Densitat molt baixa (suraria a l’aigua). Molt axatat pels pols.

32 Saturn El sistema d’anells de Saturn està format per milions de petits fragments de gel i roca orbitant el seu pla equatorial. S’acostumen a dividir en 3 regions principals: A, B i C, separades per zones menys denses, les divisions. La divisió més gran és la de Cassini. Regió Límit intern (km) Límit extern (km) A 119800 136600 B 90500 117100 C 74600 92000

33 Urà Descobert per W. Herschel l’any 1781.
Diàmetre 51118 km Massa 14.6 Terres Rotació -17h 14m Període orbital 84.01 anys Obliqüitat 97º 52’ Gravetat 0.88 G Densitat 1.24 g/cm3 Descobert per W. Herschel l’any 1781. Eix de rotació molt inclinat  cicle d’estacions molt estrany. Composat d’H2, de metà (que li dóna el color blavòs), acetilè i petites quantitats d’hidrocarburs. Completament llis (alguns núvols prims). També té anell.

34 Neptú Diàmetre 49528 km Massa 17.1 Terres Rotació 16h 6m Període orbital 164.79  Obliqüitat 28º 48’ Gravetat 1.12 G Densitat 1.67 g/cm3 Descobert gràcies a les lleis de Newton, degut a les pertorbacions que provocava en Urà, per J.G. Galle l’any 1846. Té els vents més forts mesurats en cap planeta del sist. solar (2000 km/h). Gran Taca Fosca. Té sist. d’anells i 8 satèl·lits.

35 Neptú Gran Taca Fosca Núvols a Neptú

36 Plutó / Caront Descobert l’any 1930 per Clyde Tombaugh.
Diàmetre 2300 km Massa 0.002 Terres Rotació -6.39 dies Període orbital 248.54 anys Obliqüitat 118º Gravetat 0.07 G Densitat ~2.13 g/cm3 Descobert l’any 1930 per Clyde Tombaugh. Únic planeta del sistema solar no visitat per cap sonda terrestre. Plutó és mes petit que la Lluna. Degut a l’excentricitat de la seva òrbita a vegades està més a prop del Sol que Neptú. Plutó i Caront orbiten al voltant d’un punt comú.

37 Els Cometes S’acostumen a definir com a “boles de neu bruta”. Són cossos petits compostos de gel i pols. Procedeixen de l’exterior del Sistema Solar. Quan s’apropen al Sol, el gel es sublima, desprenent-se en forma de cua. Acostumen a tenir 2 cues: Cua de partícules pesades que la pressió de radiació no pot desviar gaire. Segueixen el recorregut del cometa. Cua de partícules lleugeres. La pressió de radiació del vent solar les empeny en direcció contraria al Sol.

38 Les Estrelles La pràctica totalitat dels objectes que observem en el cel són estrelles integrades a la nostra Galàxia. Veiem objectes en totes direccions, però hi ha una major concentació en les direccions del pla galàctic. La única informació que rebem és gràcies a la llum i això ens permet determinar tot un seguit de paràmetres estel·lars: Distàncies i velocitats Composicions químiques Masses i Radis Fases evolutives /..

39 Magnitud visual aparent Magnitud absoluta Classificació espectral
Estel Distància (a-ll) Magnitud visual aparent Magnitud absoluta Classificació espectral El Sol 0.00 -26.7 4.83 G2 V Sirius A 8.64 -1.46 1.42 A1 V Canopus 196.0 -0.72 -5.0 F0 II a Centauri A 4.34 -0.01 4.37 Arturus 33.6 -0.04 -0.1 K1 III Vega 24.5 0.03 0.65 A0 V Capella 40.8 0.08 -0.40 G5 III Rigel 863 0.12 -0.7 B8 I Procyon 11.1 0.38 2.71 F5 IV Achernar 88.0 0.46 -1.7 B3 V Betelgeuse 1043 0.50 -7.0 M2 Ia b Centauri 310 0.61 -4.3 B1 III Altair 16.3 0.77 2.3 A7 V Aldebaran 61.9 0.85 -0.49 K5 III Antares 619 0.96 -5.4 M1.5 I Spica 218 0.98 -3.2 B2 V a Crucis A 391 1.58 -3.8 B0.5 IV Pollux 34.6 1.14 1.00 K0 III Fomalhaut 21.8 1.16 2.02 A3 V Deneb 1630 1.25 -7.2 A2 I Taula 3.1: Els estels més brillants.

40 Fases Evolutives Les estrelles passen per les següents etapes evolutives: Naixement. Medi Interestel·lar Seqüència principal Fase de gegant vermella Etapes finals depenent de la massa: 0.08 Msol < M < 0.5 Msol  Nanes blanques (WD) 0.5 < M < 2.25 Msol  Nebulosa planetària (NP) + WD 2.25 < M < 6-9 Msol  NP o Supernova (SN) 9 < M < 20 Msol  SN + Estel de Neutrons (NS) 20 < M < 35 Msol  SN + Forat Negre (BH) M > 35 Msol  Forat Negre (BH)

41 Naixement de les estrelles
Les estrelles provenen del medi interestel·lar i retornen part de la seva massa a aquest medi.

42 Cúmuls d’estrelles Un cop finalitzat el procés de formació estel·lar si l’agrupació que s’ha constituït té les estrelles vinculades gravitatòriament diem que es tracta d’un cúmul. En general contenen entre centenars i milions d’objectes segons el tipus de cúmul que es tracti. M45-Pleiades

43 Nanes blanques Són objectes de densitat molt elevada i petites dimensions. Segons la teoria es demostra que el seu radi és major quan més petita és la seva massa. El límit màxim de massa d’un objecte d’aquest tipus es de 1.4 Msol (límit de Chandrasekhar). Aquests objectes es van refredant amb el pas del temps fins a fer-se invisibles. El primer objecte d’aquest tipus es ser descobert és Sirius B, companya de Sirius l’estel més brillant del cel. Sirius B té un diàmetre inferior al de la Terra!!!

44 Nebuloses planetàries
El seu nom té l’origen en la ‘semblança’ que mostren amb els planetes, sobretot amb els planetes amb anells com Saturn. Consisteix en un embolcall expulsat de l’estrella que sol prendre una forma semblant a una closca esfèrica. En el seu interior es pot observar un objecte dèbil, el nucli de l’antiga estrella convertit ara en nana blanca. Nebulosa de l’Hèlix Hourglass Nebula

45 Nebuloses planetàries
Stingray Nebula NGC7293

46 Supernoves Aquesta és una fase definitiva per l’objecte que la sofreix ja que pot arribar en alguns casos a destruir completament l’estrella. Explosió d’una estrella massiva (Tipus II) o degut a la transferència de massa en un sistema doble (Tipus I). En l’explosió s’allibera una quantitat d’energia immensa (1053 erg) i aprofitant-ho es poden formar elements més pesats que el ferro, que anteriorment no s’haurien sintetitzat. Nebulosa de Vela M1, Nebulosa del Cranc

47 M1 Nebulosa del Cranc Púlsar

48 Forats negres Es caracteritzen pel fet que res situat a dintre del seu Horitzó pot sortir-ne, inclosa la llum. Qualsevol material que s’introdueixi en un forat negre desapareix de l’univers observable. No es poden observar directament per això tot sovint es parla de ‘candidats’ a forat negre. És possible detectar-los degut a que el material que està caient cap a un forat negre emet energía en forma de raigs X. També és poden produir en sistemes dobles on es poden detectar per la caiguda de material procedent de l’estrella companya. Un dels exemples més típics de candidat a forat negre és Cygnus X1 amb unes 10 Msol.

49 Forats negres

50 La Nostra Galàxia Al cel nocturn podem veure una banda d’aspecte lletòs. No és res més que la perspectiva del disc galàctic. Per això, a la nostra Galàxia l’anomenem Via Làctia. Les estrelles que veiem al cel pertanyen totes a la nostra Galàxia. A la Via Làctia hi ha uns milions d’estrelles. A simple vista podem veure només unes 3000 estrelles (absorció interestel·lar). És precissament aquesta absorció interestel·lar la que va impedir conèixer l’Estruct. Galàctica fins als anys del segle XX.

51 La Nostra Galàxia Si poguéssim veure la Via Làctia des de fora la classificaríem com a una galàxia de tipus espiral (ja que posseeix uns braços en forma d’espiral). El Sol es troba a 8.5 kpc (1 kilopàrsec = 1kpc = 3·1016 km) del centre, a dins del disc galàctic. En aquesta posició la major part dels estels que podem veure pertanyen també al disc galàctic. La Via Làctia està composta d’un disc amb braços espirals, un bulb central, i tota aquesta estructura immersa en un gran halo esferoidal. ☼

52 Galàxies Espirals ☼

53 Galàxies El·líptiques
b ☼

54 Galàxies Lenticulars ☼

55 Galàxies Irregulars ☼

56 Galàxies interactives
Són galàxies irregulars que mostren signes de col·lisions o interaccions gravitatòries. Les col·lisions comprimeixen i escalfen el gas, iniciant processos de formació estel·lar molt actius. Els exemples clàssics d’aquest tipus de galàxies són la galàxia Antena, o la Roda de Carruatge.

57

58 Distribució a gran escala
El següent pas d’associacionisme són els cúmuls de galàxies: Contenen entre 50 i 1000 galàxies. Tenen diàmetres al voltant dels 8 Mpc. Separacions típiques entre cúmuls al voltant de 10 Mpc. El cúmul més pròxim a nosaltres és el de Virgo, a una distància d’uns 15 Mpc. Cúmul d’Hércules

59 Distribució a gran escala
La següent escala correspon als supercúmuls. Els supercúmuls tenen mides de l’ordre dels 100 Mpc. La Via Làctia, el Grup Local, i el cúmul de Virgo, es troben dintre del Supercúmul Local. Aquest supercúmul té una massa estimada d’unes 1015 M. Distribució de galàxies al Supercúmul Local.

60 Assignatures relacionades amb l’Astro... .
nomia Primer cicle: Astronomia: Una mica de tot Segon cicle: Processos Astrofísics: Com analitzar la llum dels estels per saber com són. Física estel·lar i nucleosíntesi: Com funcionen els estels? Astrofísica galàctica: Com és la Via Làctia? Astrofísica extragalàctica i cosmologia: Com és i com es va crear l’Univers? Astronomia Observacional: Com s’observa el cel?

61 I als que no volgueu estudiar astronomia...
CONTINUEU MIRANT EL CEL

62