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AST 0111
Temario
• Distancias
• Movimientos y tiempos
• La Radiación
• Los Planetas
• Las Estrellas
• Las Galaxias
• El Universo
Distribución de Cúmulos Abiertos en la Vía Láctea
Distribución de Cúmulos Globulares en la Vía Láctea
Cuantos cúmulos se formaron?
• Como son tan viejos, nos ayudan a conocer la formación de
la Vía Láctea misma.
• Los cúmulos globulares son sobrevivientes o productos del
origen de la Galaxia (y una buena fracción se formó en una
o más de sus galaxias progenitoras).
• La mayoría de los cúmulos globulares fueron destruídos a
lo largo de la vida de la galaxia.
• Procesos dinámicos (choques, roces) evaporaron los
cúmulos viejos.
• No sabemos cuantos cúmulos se formaron originalmente.
Estimamos que sólo el 10-20% sobrevivió.
• Un cúmulo destruído deja una corriente de estrellas en el
halo.
FIA 0111- Astronomía
Nelson Padilla(P. U. Católica)
Descubrimiento de Nuestra Galaxia
• Herschell (1800): telescopios grandes, observaciones
profundas, numerosas “nebulosas”
• Shapley: Distancia al centro galáctico úsando los
cúmulos globulares (1900)
• Debate de Shapley y Curtis (1910)
– Nebulosas dentro de nuestra galaxia
– Nebulosas fuera de nuestra galaxia
•
•
•
•
Placas fotográficas: imágenes profundas
Enrietta Lewitt: Cefeidas permiten medir distancias
Hubble: estrellas en M31, Cefeidas en M31 (1920)
Más tarde: cosmología, Big Bang, Universo en
expansión, nucleosíntesis
• La MW es una típica galaxia espiral, con un disco, un bulbo, y un halo.
• masa: ~ 1011 Mo= 2x1041 kg
(Nota: 1 Mo = 2x1030 kg)
• diametro del disco: ~ 30 kpc ~ 100000 ly
• densidad promedio: ~ 0.1 star per pc3
•
espesor del disco: ~ 1 kpc ~ 3000 ly
• La parte más brillante de la galaxia es el disco, donde están las estrellas
mas jóvenes y las nubes interestelares. Su diámetro es de unos 50 kpc.
• El bulbo (bulge) es la región central, muy densa en estrellas, con un
núcleo en el centro que tiene un agujero negro 2500000 de veces más
masivo que el Sol. Su tamaño es de unos 5000 pc.
• El halo que rodea la galaxia es muy extendido, y está compuesto por
estrellas viejas. Su diámetro se calcula en unos 250 kpc.
La Vía Láctea,
Nuestra Galaxia
Poblaciones Estelares
Conjuntos de estrellas que
tienen composición química y
edad comun constituyen una
población estelar.
Población I son estrellas
relativamente jóvenes, que
habitan el disco de la galaxia.
Un ejemplo de Pob I son los
cúmulos abiertos. Nuestro
Sol pertenece a la Pob I.
Población II son las estrellas
viejas, que se encuentran en
el halo de la galaxia. Un
ejemplo de Pob II son los
cúmulos globulares.
Poblaciones Estelares
POBLACION ESFEROIDAL
POBLACION DE DISCO
HALO:
Cumulos globulares pobres en metales
Variables RR Lyrae
Estrellas pobres en metales
Subenanas
Gigantes tipo K y M
Estrellas de alta velocidad
BULBO:
Gigantes ricas en metales
Cumulos globulares ricos en metales
Estrellas OH/IR
Variables de largo periodo
Fuentes de rayos X
HALO EXTERNO:
Galaxias esferoidales enanas
Nubes de Magallanes
POBLACION VIEJA:
Enanas tipo F a M
Gigantes
Variables de largo periodo
Estrellas de tipo C y S
Nebulosas planetarias
Enanas blancas
Cumulos abiertos viejos
POBLACION JOVEN:
Gigantes azules tipo O y B
Enanas tipo A
Pulsares
Enanas con emision tipo Me
Cumulos abiertos y asociaciones
Estrellas T Tauri
Objetos Herbig Haro
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Nelson Padilla(P. U. Católica)
FIA 0111- Astronomía
Dante Minniti (P. U. Católica)
El Sol en la Vía Láctea
El Sol es una estrella típica de las 200.000.000.000 estrellas que
habitan la Vía Láctea
El Sol con los planetas habita uno de los brazos espirales, lejos
del centro de la galaxia, a unos 8000 parsecs (25000 años luz)
El Sol da una vuelta alrededor de la galaxia (órbita) cada unos
200 millones de años
El Sol ha dado unas 25 órbitas desde que nació hace unos 4500
millones de años, cambiando la vecindad y viajando a traves de
nubes en el disco galáctico
El Sol pudo haber nacido en un lugar distinto, más cerca del
centro Galáctico
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La Barra
La posición del Sol nos da
una vista un poco peculiar de
la galaxia.
Es nuestra galaxia simétrica
o barrada?
En 1995 se confirmó la
presencia de una barra en la
región central de la galaxia.
La barra casi apunta hacia el
Sol.
Dimensiones
El diámetro del disco de la
galaxia es de unos 50 kpc (150.000 años luz).
Sin embargo, es difícil medir las dimensiones reales del disco y
del halo, porque estamos dentro de la galaxia.
En realidad, no sabemos exactamente donde termina nuestra
galaxia porque no hay un borde bien definido.
Tampoco sabemos exactamente cuánta masa total contiene.
Dentro del halo se encuentran otras galaxias enanas.
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Halo Galáctico y
Galaxias Vecinas
SGR
LMC
SMC
Colisiones con la Vía Láctea
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¿Cómo se
formó nuestra
galaxia?
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Formación de la Vía Láctea
Pequeño grumo formado al principio del
Universo va ganando masa por su atracción
gravitatoria, y también va adquiriendo otros
grumos más pequeños.
Quizás una o dos veces, chocó con otro
grumo de tamaño similar, pero hace mucho
tiempo.
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Simulación de la formación de la galaxia
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Curva de Rotación
• ( 3a ley de Kepler )
• La fuerza de atracción gravitatoria debería disminuir muy
rápidamente a medida que nos alejamos del centro de la Galaxia. No
es así!
• El problema de la masa faltante es que vemos solo el 10% de la
materia del Universo.
• El 90% restante no se ve directamente, es la llamada masa faltante o
materia oscura .
El 90% de la galaxia es materia oscura !
Materia Oscura en Galaxias
Curva de rotación: Velocidad vs. Distancia
v2=GM/R
MR α R
Materia Oscura en Galaxias
Curva de rotación: Velocidad vs. Distancia
Evidencia observacional: sabemos que esa materia oscura existe porque detectamos sus efectos
gravitatorios en los distintos cuerpos. E.g. en las curvas de rotación de las galaxias espirales
como la Vía Láctea o Andrómeda.
Sin embargo, aunque sabemos cuanta materia oscura hay, todavía no sabemos de que esta
compuesta, o que es esa materia.
Esta es una de las incógnitas más grandes de la Astronomía actual.
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Candidatos de Materia Oscura
• Los candidatos para la materia oscura pueden ser
bariónicos y no bariónicos.
• La materia oscura no bariónica estaría formada por
partículas elementales subatómicas. Por ejemplo:
– neutrinos
– wimps: neutralinos, bosón de Higgs, etc...
• La materia oscura bariónica está hecha de materia normal,
o sea átomos y moléculas. Por ejemplo, pueden ser:
– planetas
– enanas marrones
– estrellas enanas blancas
– estrellas de neutrones
– agujeros negros
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Nelson Padilla(P. U. Católica)
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Un Agujero Negro en el Centro de la Vía Láctea
El centro galáctico está
oscurecido detrás de varias
nubes de polvo, y no se
puede ver nada
directamente en el óptico.
La Vía Láctea
• Un agujero negro que está
ingiriendo material emite un jet
de radiación muy poderoso, que
puede tener efectos importantes
en el medio cercano. En el
centro galáctico se detectan
rayos γ, rayos X y ondas de
radio.
La Vía Láctea
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Centro
Galáctico
El centro galáctico está detrás de
varias nubes, oscurecido por 30
magnitudes de extinción óptica, no
se lo puede ver directamente.
El Centro en IR
Imágenes IR
profundas
permiten medir
velocidades y
aceleraciones de
estrellas en la
vecindad del
agujero negro. De
ellas se obtiene la
masa Mbh =
(4.300.000+200.000) Mo
Las órbitas de las estrellas alrededor del centro de la
Galaxia indican la presencia de un objeto masivo (BH).
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