Astronomia

Materie:	Appunti
Categoria:	Fisica
Download:	76
Data:	06.07.2001
Numero di pagine:	8
Formato di file:	.doc (Microsoft Word)

RELAZIONE SULL’ASTRONOMIA

VIA LATTEA

La grande galassia a spirale che contiene il Sole e tutto il sistema solare, visibile nel cielo durante le ore notturne; il chiarore diffuso di questa fascia è dovuto alla luce di moltissime stelle troppo lontane per essere distinte singolarmente a occhio nudo. Tutti gli astri che vediamo in cielo, fatta eccezione per alcune galassie che per la grande distanza ci appaiono come singoli corpi celesti, appartengono alla Via Lattea. E’ una banda luminosa e irregolare che attraversa il cielo da nord-est a sud-ovest

STRUTTURA

La Via Lattea è una grande galassia a spirale con vari bracci che si avvolgono attorno a un rigonfiamento centrale a forma di disco, spesso circa 10.000 anni luce. Le stelle nella zona centrale sono più vicine le une alle altre che nei bracci, dove si trovano nubi di gas e polveri interstellari. Il disco ha un diametro di circa 100.000 anni luce ed è circondato da una grande nube di idrogeno che a sua volta è attorniata da un alone sferico contenente ammassi globulari. Per penetrare lo strato di nubi sono necessarie osservazioni radio e in infrarosso, che indicano la presenza di oggetti compatti vicini al nucleo galattico; si tratta forse di resti di stelle alla fine della loro evoluzione o, addirittura, di un massiccio buco nero. La rotazione della via Lattea avviene in senso orario e trascina i bracci a spirale.

GALASSIA

Agglomerato di centinaia di miliardi di stelle, gas e polveri, legati tra loro da forze di natura gravitazionale e orbitanti intorno a un centro comune. Tutti gli astri visibili a occhio nudo dalla superficie terrestre, come il Sole, appartengono alla nostra galassia: la Via Lattea.
La maggior parte delle galassie appare, a causa della distanza dalla Terra, come una nube debolmente luminosa e solo nelle fotografie degli ammassi più vicini è possibile distinguere le singole stelle. Le osservazioni al telescopio permettono di determinare, seppure in modo approssimativo, la forma delle galassie e quindi di organizzare su questa base una prima classificazione.
Le galassie ellittiche hanno una generica forma globulare, con un nucleo brillante; esse contengono una popolazione di stelle vecchie, hanno un piccolo quantitativo di gas e polveri visibili e un numero relativamente basso di stelle giovani.
Le galassie a spirale invece sono formate da un disco appiattito che contiene poche stelle vecchie, una vasta popolazione di stelle giovani, abbondanti quantità di gas e polveri, e grandi nubi molecolari che sono luogo di formazione stellare
La rotazione delle galassie a spirale avviene in questo modo:le stelle e le nubi di gas orbitano intorno al centro delle galassie a cui appartengono, con periodi di rivoluzione dell'ordine di centinaia di milioni di anni. Un simile comportamento è quindi totalmente diverso da quello dei pianeti del sistema solare, la cui velocità orbitale diminuisce all'aumentare della distanza dal Sole.

NOVA E SUPERNOVA

Una nova è una stella che manifesta un improvviso aumento della luminosità, per poi indebolirsi lentamente, senza che questo processo alteri in modo permanente le sue caratteristiche fisiche. Una supernova mostra un comportamento del tutto simile, ma l'esplosione distrugge completamente, o comunque altera in maniera irreversibile, la stella progenitrice. Le supernovae sono molto rare, mentre le novae vengono osservate abbastanza di frequente.

NOVAE

Prima dell'era dell'astronomia moderna, una stella che appariva improvvisamente in cielo era detta "nova", cioè "stella nuova", e solo in un secondo tempo si riconobbe che il fenomeno non era dovuto alla nascita di un nuovo astro, bensì a un repentino aumento della luminosità di una stella già esistente.

Le novae sono stelle in una fase avanzata dell'evoluzione; si pensa che si tratti di un particolare tipo di stelle variabili che si localizza negli strati più esterni del corpo stellare, causando un rapidissimo processo di espansione.

SUPERNOVAE
Le supernovae si verificano più spesso nelle galassie esterne, malgrado la loro luminosità aumenti di vari miliardi di volte, raramente sono visibili a occhio nudo. Fino al 1987 solo poche supernovae erano state identificate con certezza dall'analisi dei documenti storici; la più famosa avvenne nel 1054, dando luogo all'attuale Crab Nebula (nebulosa del Granchio). In tempi recenti, la più importante supernova è stata osservata il 24 febbraio 1987 nella Grande Nube di Magellano. I meccanismi che producono le supernovae sono meno noti di quelli che interessano le novae, in particolare nel caso di stelle di massa intermedia, poco maggiore di quella del Sole. L'esplosione di una supernova può essere quasi completamente distruttiva nel cui centro si trova una pulsar, cioè una stella di neutroni in rapida Le supernovae contribuiscono significativamente all'apporto di materia interstellare dalla quale si formano nuove stelle.

QUASAR
Quasar Acronimo di Quasi Stellar Radio Source (sorgente radio quasi stellare) che indica un corpo celeste caratterizzato da una notevole emissione di onde radio e da un aspetto simile a quello di una stella.
Le prime quasar furono identificate intorno al 1960, quando gli astronomi puntarono i telescopi nella direzione di due sorgenti radio, classificate nel terzo catalogo di Cambridge come 3C 48 e 3C 273, osservandovi due deboli oggetti luminosi, puntiformi come stelle, il cui spettro presentava righe mai viste in precedenza.
Nel 1963 l'astronomo olandese Maarten Schmidt, ebbe l’intuizione che aprì la via all’identificazione di questi oggetti: comprese che le righe da essi emesse non erano state identificate perché si pensava che fossero soggette a piccoli spostamenti Doppler, come le altre stelle galattiche note. Dimostrò invece che si trattava delle ben note righe caratteristiche dell'idrogeno, dotate però di uno spostamento verso il rosso molto più pronunciato di quello mai osservato in qualunque altro corpo celeste.

PULSAR
Le pulsar sono intense sorgenti di impulsi radio. L'energia che esse irradiano nello spazio appare in rapida pulsazione con periodi estremamente regolari, che variano da alcuni secondi a piccolissime frazioni di secondo. Solo con i più precisi orologi è possibile rilevare le variazioni del periodo di pulsazione e i dati raccolti indicano che è necessario circa un milione di anni perché esso raddoppi.
I risultati delle analisi degli spettri di emissione suggeriscono che le pulsar siano stelle di neutroni in rapida rotazione, del diametro di una quindicina di km e con densità elevatissima.
Buco nero
Corpo celeste dotato di un campo gravitazionale talmente intenso da trattenere anche la radiazione elettromagnetica. Il corpo è circondato da un confine ideale sferico, detto "orizzonte degli eventi", attraverso il quale la luce può entrare ma non uscire; da ciò deriva il nome. Un buco nero può essere un corpo di densità elevatissima, avente una massa relativamente piccola, come quella del Sole o anche minore, compressa in un volume ridotto; oppure un corpo di bassa densità, ma di massa enorme, pari a milioni di volte la massa del Sole, posto nel centro di una galassia.
Il concetto di buco nero venne sviluppato intorno al 1916 dall'astronomo tedesco Karl Schwarzschild sulla base della teoria della relatività generale di Albert Einstein. Il raggio dell'orizzonte degli eventi di un buco nero di Schwarzschild dipende soltanto dalla massa del corpo e in chilometri è pari a 2,95 volte la massa del corpo stesso espressa in masse solari. I risultati trovati da Schwarzschild vanno modificati se il corpo è dotato di carica elettrica oppure se è in rotazione. In quest'ultimo caso, infatti, all'esterno dell'orizzonte si forma una "ergosfera", dentro la quale la materia viene sollecitata a ruotare insieme al buco nero; teoricamente può verificarsi emissione di energia dalla regione dell'ergosfera.
Secondo la relatività generale, in prossimità di un buco nero la forza gravitazionale altera in maniera sensibile lo spazio-tempo. In particolare, il tempo rallenta man mano che ci si avvicina, dall'esterno, all'orizzonte degli eventi, e si ferma completamente sull'orizzonte stesso. Dal punto di vista teorico un corpo, che subisce una contrazione entro il raggio di Schwarzschild, collassa in una singolarità dello spazio-tempo, cioè in un oggetto senza dimensioni e di densità infinita.

I buchi neri rappresentano lo stadio finale dell'evoluzione di alcune stelle. Quando il carburante di una stella si esaurisce, l'aumento di pressione associato al calore prodotto dalle reazioni nucleari non è sufficiente per contrastare il processo di contrazione della stella. In queste condizioni, a seconda dei valori della densità, può avvenire la formazione di una nana bianca oppure di una stella di neutroni. Se la massa del nucleo supera di 1,7 volte la massa del Sole, nessuna pressione è sufficiente ad arrestare il collasso e si genera un buco nero.

NEBULOSA
Massa di gas e di particelle di polvere situata nello spazio interstellare. Prima dell'invenzione del telescopio, il termine nebula (in latino "nube") era utilizzato per tutti gli oggetti celesti di aspetto diffuso e includeva quindi ammassi stellari e galassie.
Esistono nebulose sia nella Via Lattea sia nelle altre galassie. Sono divise in nebulose planetarie, resti di supernova e nebulose diffuse e ciascuna di queste classi comprende nebulose a riflessione, a emissione e oscure. All'interno di alcune dense nubi interstellari si trovano inoltre nebulose molto brillanti, note come oggetti di Herbig-Haro, che sono probabilmente il prodotto di getti di gas emessi da stelle giovani durante il processo di formazione.
Le nebulose planetarie, cosiddette perché osservate al telescopio ricordano vagamente la forma dei pianeti, sono in realtà i "gusci" di materia che una stella vecchia di media massa rilascia durante la fase evolutiva di gigante rossa, prima di trasformarsi in nana bianca. L'oggetto ad anello nella costellazione della Lira è un tipico esempio di nebulosa planetaria; ha periodo di rotazione di 132.900 anni e massa pari a circa 14 volte quella della Terra. Nella Via Lattea sono state scoperte alcune migliaia di nebulose planetarie. Ancora più spettacolari, ma meno frequenti, sono le nebulose che si producono dopo un'esplosione di supernova; la più famosa di queste è forse quella del Granchio nella costellazione del Toro, che si sta indebolendo con un tasso annuale dello 0,4% circa. Le nebulose di questo tipo sono intense sorgenti di onde radio, come residuo dell'esplosione che le ha generate.
Le nebulose diffuse sono molto grandi, con dimensioni di vari anni luce, senza confini definiti e con una forma che ricorda quella di una nuvola. Possono essere luminose o oscure; tra le prime vi è uno degli oggetti più famosi del cielo, la grande nebulosa di Orione. Sono note migliaia di nebulose brillanti, attentamente studiate per mezzo di tecniche di analisi spettrale. Le ricerche mostrano che esse possono brillare secondo due meccanismi: o perché riflettono la luce delle stelle in esse contenute (nelle nebulose cosiddette a riflessione), oppure, nelle nebulose a emissione, perché emettono radiazione proveniente dal gas e dalle polveri ionizzati presenti all'interno della nebulosa stessa.
Le nebulose oscure sono completamente nere o poco luminose e nascondono del tutto le regioni di cielo retrostanti; sono troppo distanti da qualunque stella per riflettere o emettere luce in grande quantità. Una delle più famose nebulose oscure è la Testa di Cavallo nella costellazione di Orione, così chiamata perché la materia oscura sembra rappresentare il capo di un cavallo, che si staglia davanti a una nube luminosa. La lunga striscia scura che si osserva sulle lastre fotografiche della Via Lattea è una successione di nebulose oscure. Si pensa che sia le nebulose brillanti sia quelle oscure siano luoghi in cui, per condensazone del gas, si formano nuove stelle.
Sistema stellare binario
Coppia di stelle reciprocamente legate dalla gravitazione, che orbitano intorno al comune centro di massa. L'osservazione delle orbite nei sistemi binari è il solo metodo diretto di cui gli astronomi dispongono per misurare la massa delle stelle. Nel caso di coppie a distanza molto ravvicinata, la mutua attrazione gravitazionale può deformare le stelle, causando un flusso di gas da una stella all'altra nel cosiddetto processo di trasferimento di massa. Talvolta, le due stelle di un sistema binario passano l'una davanti all'altra lungo l'asse di osservazione stella-Terra, producendo fenomeni di eclissi temporanea. Si ritiene che, nella maggior parte dei casi, i membri di un sistema binario abbiano origine comune; tuttavia, può capitare che nelle regioni ad alta densità stellare, come gli ammassi stellari, si formino sistemi binari per cattura gravitazionale di una stella da parte di un'altra.
Hubble, Edwin Powell
astronomo statunitense. Fu il primo a mostrare l’esistenza di galassie esterne alla Via Lattea, e soprattutto a scoprire il meccanismo di espansione dell’universo. La presenza nell’univero di sistemi galattici esterni al nostro costrinse gli astronomi dell’epoca a rivedere gran parte delle loro teorie sulla struttura del cosmo. Hubble mostrò che Andromeda non era una nebulosa della Via Lattea, ma un’altra galassia, esterna alla nostra.