Cuatro Sesiones de Astronomía 4. Galaxias y el Universo Alberto Carramiñana Alonso Liceo Ibero Mexicano, 16 agosto 2002

La Vía Láctea Constituidad por 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 M101M104 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 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 microondas Interpretado como el vestigio de la gran explosión. Emisión corresponde a un objeto a 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:  alberto/cursos/ibmx_ago2002a.ppt Sistema solar:  alberto/cursos/ibmx_ago2002b.ppt Estrellas:  alberto/cursos/ibmx_ago2002c.ppt Galaxias:  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: Instituto de Astronomía de la UNAM: –CU: –Morelia: –Ensenada: Departamente de Astronomía, Universidad de Guanajuato: Artículos de divulgación “Un rincón cerca del Cielo”:  rincon/