LE NEBULOSE «NURSERY DI STELLE» - uniter-arese.it · Nebulosa della strega ... Lo 0,7% della...
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LE NEBULOSE «NASCITA E MORTE DELLE STELLE»
Nebulosa Velo (costellazione del Cigno)
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La famosa Nebulosa del Granchio vista dai telescopi spaziali Hubble e Hershel
(NASA 21-04-2016 in onore del musicista Prince).
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The Mystic Mountain (Nebulosa della Carena)
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Il termine nebulosa viene dal latino nebula = nuvola . All’inizio del XX secolo indicava un oggetto astronomico di grandi dimensioni, non risolubile con i mezzi allora disponibili (non una stella o un pianeta o una cometa). La Galassia di Andromeda era infatti chiamata Nebulosa di Andromeda. Con telescopi più potenti Edwin Hubble (1889 – 1953) scoprì che molte nebulose non erano altro che ammassi di numerosissime stelle. La nebulosa venne definita come un agglomerato di polvere, idrogeno e plasma diffuso nel mezzo interstellare, entro il quale possono trovarsi anche stelle.
Le Nebulose
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Galassia a spirale Andromeda (M31), Cost. boreale di Andromeda, dista 2,5 milioni di a.l. Stelle: 1000 miliardi
26 /04/1920: «Il Grande Dibattito» presso Smithsonian Museum of Natural History sulle nebulose
a spirale, in particolare se facessero (H. Shapley) o no (H. Curtis) parte della nostra galassia
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Mount Wilson Observatory - Telescopio Hooker( 2,5 m) utilizzato da Edwin Hubble
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Dove si trovano le Nebulose
Le galassie a spirale hanno delle braccia a spirale che si dipartono da un nucleo centrale e contengono stelle giovani, mentre il nucleo contiene stelle più vecchie. Sono ricche di gas e nei loro bracci si formano le stelle. Le galassie irregolari sono ricche di gas, polveri e giovani stelle Le galassie ellittiche sono generalmente prive di gas e polveri, e sono composte più che altro di stelle vecchie Le nebulose si trovano nelle galassie a spirale e irregolari La via Lattea è una galassia a spirale
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Milky
Way
Via Lattea - Bracci principali : Perseo , Scudo-Croce, Norma , Sagittario – 100000 a.l. – stelle 200 miliardi
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Modello di atomo di Sommerfeld –
Il fotone, (quanto di luce), è il quanto di energia della radiazione elettromagnetica. Un’onda elettromagnetica
può essere pensata come costituita da particelle, appunto i fotoni.(Plank scienziato tedesco inizio XX secolo)
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Inflazione
𝟏𝟎−𝟒𝟑 sec
Sep. forze fondam.
𝟏𝟎−𝟗 sec Ricombinazione- Rad.Cosm.Fondo
380.000 anni
Trans. quark-adroni
1 sec
fluttuazioni quantistiche: mutamenti temporanei nello stato dello spazio vuoto, in accordo con il
principio di indeterminazione di Heisenberg.
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Esempio di come potrebbe apparire una nube primordiale con una prima stella (B/W orion nebula)
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Formazione di una stella
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Nube primordiale (NASA, zona centrale della Via Lattea)
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Nebulose oscure Nebulose diffuse: - Nebulose a riflessione - Nebulose ad emissione
Resti di Supernova Altri tipi (planetarie, protoplanetarie, oggetti HH, BH)
Tipi di Nebulose
Molte nebulose sono sede di formazione stellare
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Alcune
nebulose nelle
costellazioni
dell’emisfero
boreale
(Aquila, Cigno
Pleiadi, Orione)
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HST è un telescopio spaziale dotato di strumentazione in grado di osservare nel vicino ultravioletto, nel
visibile, nel vicino infrarosso. Lanciato nel 1990 in orbita a 559 km di altezza e velocità di 7,5 km/sec.
Lungo 12,2 metri pesa 11.110 kg, Lo specchio ha un diametro di 2,4 metri
Hubble Space Telescope
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NEBULOSE OSCURE
La nebulosa Fenditura del cigno
La nebulosa Cavallo nero
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Foto della Via Lattea presso Sasso Simone (prossimità di San Marino)
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Nebulosa Fenditura del cigno –(polveri interstellari scure che nascondono le stelle retrostanti)
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Nebulosa oscura Cavallo Nero – Via Lattea rigonf settent.– visibile solo in assenza di inquinamento
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NEBULOSE A RIFLESSIONE
Nebulosa a riflessione delle Pleiadi
Nebulosa della Strega
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Nebulosa a riflessione delle Pleiadi - 440 a.l. – giovane ammasso di stelle blu e bianche
Pleiadi: sette sorelle, figlie di Atlante e di Pleione
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Nebulosa della strega – Cost.Orione – stella Rigel – «scattering» più efficiente per la luce blu che per luce rossa
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NEBULOSE AD EMISSIONE
Nebulosa Laguna
Nebulosa Cono
Nebulosa Pellicano
Nebulosa testa di scimmia
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earth atmospheric transparency
The space
telescopes, from
left to right, are:
Compton Gamma
Ray Observatory
(CGRO), Chandra
X-ray Observatory,
Hubble Space
Telescope (HST),
and Spitzer Space
Telescope.
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Nebulosa Laguna – cost. Sagittario - 4100 a.l. dalla Terra, ampia 110x50 anni luce –
idrogeno ionizzato prevalente colore rosso – globuli di Bok
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Particolare nebulosa Laguna - ammassi aperti, regioni di formazione stellare, giovani stelle.
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Nebulosa Cono – Ammasso Albero di Natale – cost. Unicorno - 2500 a.l - idrogeno ionizzato
Wide Field Imager at ESO's La Silla Observatory, h = 2400 m Deserto Atacama Cile (4 filters)
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Nebulosa Pellicano - cost. Cigno - fenomeni formazione stellare - modifica forma per venti stellari
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Nebulosa testa di scimmia. NGC 2174 6400 anni luce- cost. di Orione
Nebulosa a emissione e riflessione Possibili colori:
Luce celeste riflessa -Luce rossa idrogeno -Luce blu elio
Luce verde da ossigeno fortemente ionizzato
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NEBULOSE NELLE NUBI DI MAGELLANO
Nebulosa LH 95 nella grande nube
Nebulosa NGC602 nella piccola nube
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Nubi di Magellano: Piccola e Grande
Piccola: 200.000 a.l.
2 miliardi di stelle Grande: 160.000 a.l.
20 miliardi di stelle
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LH 95 Nebulosa diffusa nella Grande Nube di Magellano
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Small Magellanic Cloud – nebulosa NGC 602 con regioni di formazione stellare
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LE NEBULOSE NELLA COSTELLAZIONE DI ORIONE
M 42, la grande Nebulosa di Orione
La nebulosa Fiamma (NGC 2024)
La nebulosa Testa di Cavallo (B33)
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Orione e la sua costellazione
La cintura di Orione, anche detta
« i tre re», o i «tre astri» :
Alnitak, Alninam, Mintak
Betelgeuse e Rigel
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Ammasso del Trapezio nella nebulosa di Orione
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NGC 2024 Nebulosa Fiamma
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Nebulosa Fiamma e nebulosa Testa di Cavallo
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Nebulosa Fiamma
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Composite colour image of the Horsehead Nebula and its immediate surroundings.
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Nebulosa a Testa di Cavallo, vista dalla camera WFC3 di Hubble, nel vicino infrarosso
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LA NEBULOSA DELL’AQUILA
I pilastri della creazione
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Nebulosa dell’aquila e pilastri della creazione - circa 5700 anni luce dalla Terra
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I pilastri della creazione, cost. Aquila
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IL SOLE E LA EVOLUZIONE DELLE STELLE
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Il sole
Composizione:
Idrogeno ̴ 90%
Elio ̴ 9 % Il resto formato da elementi più pesanti: O, C, N, Fe, Ne, Si, Mg, S La composizione delle altre stelle è simile a quella del sole
Fotosfera
Cromosfera
Macchie
solari
Protuberanze
Raggio ca 700.000 km
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La catena p-p (protone - protone)
Lo 0,7% della massa originaria è
persa.
La massa è convertita in
energia, raggi gamma e
neutrini: 26,73 MeV
( E = m 𝒄𝟐)
L'energia rilasciata sotto forma
di raggi gamma può interagire
con gli elettroni e i protoni e
scaldare l'interno del Sole.
Il riscaldamento fa sì che il Sole
non collassi sotto il suo peso
(equilibrio idrostatico).
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Evoluzione del Sole
Distanza terra sole
1 UA = 1.500.000 km
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Confronto tra le dimensioni di una nana bianca e la terra
La fase finale dell’evoluzione solare forma una nana-bianca al centro della nebulosa planetaria Gli elettroni all'interno di una nana bianca si trovano in uno stato degenere, compressi verso il nucleo. La nana bianca avrà una massa pari alla metà della massa solare attuale ma con una enorme densità, circa 2 tonnellate per centimetro cubico. La nana-bianca, residuo del Sole in seguito alla sua evoluzione, sarà destinata a raffreddarsi lentamente nel tempo.
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Schema degli "strati a cipolla" di una stella massiccia nelle ultime fasi di vita. (Non in scala)
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Dimensioni relative
gigante rossa – sole –
Nana bianca - stella di
Neutroni – buco nero
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I RESTI DI SUPERNOVA
SN 185
La nebulosa del Granchio SN1054
La stella di neutroni e la Pulsar del Granchio
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Schema che mostra la formazione del tipo I e tipo II di Supernova
Tipi di Supernove
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SN 185, la supernova osservata dalla Terra nell'anno 185, è considerata la più antica supernova di cui si hanno testimonianze storiche poiché probabilmente è la stella ospite descritta nel Libro degli Han posteriori dagli astronomi cinesi e negli annali dell'antica Roma. Ricostruzione di come potrebbe essere apparsa la supernova SN 185
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Residuo (Renmants) di Supernova SN 185 - costellazioni del Compasso e del Centauro - 3000 a.l.
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Nebulosa del Granchio SN 1054 Distanza 6000 -70000 a.l. cost. del Granchio
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PULSAR di Crab nebula - diametro 20 km - 30 giri al secondo circa – effetto faro (green men)
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La materia di una stella di neutroni man mano che si va in profondità è costituita da nuclei con quantità sempre più elevate di neutroni, tenuti stabili dall'enorme pressione. La materia di cui è formata la stella viene anche chiamata neutronio. Un cucchiaino di questa materia peserebbe 100 milioni di tonnellate
La stella di neutroni
A causa dell'altissima densità e delle piccole dimensioni una stella di neutroni possiede un campo gravitazionale superficiale cento miliardi (𝟏𝟎𝟏𝟏) di volte più intenso di quello della Terra. Sulla superficie terrestre la velocità di fuga è di circa 11 km/s, quella su una stella di neutroni intorno ai 100 000 km/s (un terzo della velocità della luce).
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Ciclo di vita delle stelle
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LE NEBULOSE PLANETARIE
Nebulosa planetaria Eskimo
Nebulosa planetaria NGC 6326
Nebulosa a farfalla NGC 6302
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Nebulosa eskimo – 4000 a.l. Costellazione Gemelli
Involucro incandescente di gas ionizzato in espansione, espulso durante la fase finale della vita di alcune stelle-
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NGC 6326 - nebulosa planetaria con risplendenti ciuffi di gas espanso illuminati da una stella centrale binaria
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Nebulosa Farfalla NGC
6302
Costellazione Scorpione
3400 a.l.
Lo spettro mostra che la
sua stella centrale è uno
degli oggetti più caldi
della nostra Galassia, T
superfice 200.000 K,
implicando il fatto che la
stella progenitrice doveva
essere molto grande.
Stella non osservata perché
circondata da un disco
equatoriale denso di gas e
polveri; questo disco
avrebbe causato i getti
della stella che oggi
formano una struttura a
farfalla o clessidra. La
struttura ha caratteristiche
interessanti come muri di
ionizzazione e
addensamenti.
Nebulosa Farfalla NGC 6302 Costellazione Scorpione 3400 a.l.
Zone con T= 200.000 kelvin: stella progenitrice molto grande.
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Nebulosa Formica . Costellazione regolo- distanza 8000°.l.
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ALTRI TIPI DI NEBULOSE
Nebulosa protoplanetaria Uovo
Herbig Haro HH49
Black Hole
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Nebulosa protoplanetaria «Uovo (Egg)» nella costellazione del Cigno.
Dopo la fase di gigante e prima di collassare in una nana bianca, una stella di massa solare attraversa un breve periodo di dispersione di massa che prende il nome di nube proto planetaria.
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Getti energetici dovuti
alla formazione di una
giovane stella (in alto
sopra la figura).
Immagine all’infrarosso
in falsi colori.
La colorazione dal rosso
al blu indica l’aumento
della eccitazione
molecolare dove la
testa del getto impatta
con il gas interstellare.
.
HH49/50 è a circa 450
a.l. nella nebulosa
Camaleonte.
HH 49 (Herbig Haro) HH 49 (Herbig Haro) - 450 a.l. nella nebulosa Camaleonte.
Getti energetici dovuti alla formazione di una giovane stella (in alto)
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BUCHI NERI (BLACK HOLES)
Cygnus Black Hole
Extra galactic jets
Galaxy Centaurus A
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Cygnus Black Hole (artistic view)
I raggi X sono prodotti in un disco di accrescimento che viene formato dalla materia
che fluisce dalla supergigante verso il buco nero. Distanza Cygnus X – 1 : 8000 a.l.
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La rotazione del disco di accrescimento crea campo magnetico
stretto e affusolato che indirizza le particelle del plasma in un
getto extragalattico di centinaia di migliaia di anni luce
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The galaxy Centaurus A as seen in longer infrared wavelengths and X-rays. Inner structural features seen in this image are helping scientists to understand the mechanisms and interactions within the galaxy, as are the jets seen extending over thousands of light years from the black hole believed to be at its heart. Newly discovered clouds co-aligned with the jets can also be seen in the infrared data, which are colored red and orange.
Galaxy Centaurus A (costellazione Centauro) - 10–16 million a.l. – B.H. pari a 55 masse solari
I getti si estendono per migliaia di anni luce dal buco nero e interagiscono con le nubi fornendo una funzione
regolatrice della attività del buco nero e della formazione di nuove stelle e dell’evolversi della galassia stessa
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In arancione i raggi IR, in blu raggi X, nel visibile lo sfondo di stelle e le polveri galattiche
Galaxy Centaurus A