Determinazione delle masse di una galassia ellittica e di una

IL CIELO COME LABORATORIO 2006/2007
polo di Verona
Determinazione delle masse di una galassia
ellittica e di una galassia a spirale
Benetti Cecilia, Mosconi Matteo, Spagnol Jacopo – Liceo “G. Fracastoro”
Chiarini Alberto, Frezzato Michele – Liceo “P. Levi”
Gozzi Emmanuel, Montresor Lara, Morbioli Laura – Liceo “E.Medi”
NGC 3338
Nome
NGC 3338
Classificazione
morfologica
Sbc
Coordinate (2000)
A.R.:10h 42m 07.6s
Dec.: +13° 44’ 48.2”
Velocità radiale
Distanza
1301 km/s
18 Mpc
H o  75km s 1Mpc 1
NGC 3608
Nome
NGC 3608
Classificazione
morfologica
E2
Coordinate (2000)
A.R.: 11h 16m 59.1s
Dec.: +18° 08’ 54.6”
Velocità radiale
Distanza
1185 km/s
16.7 Mpc
H o  75km s 1Mpc 1
Determinazione della massa di NGC 3338
tramite curva di rotazione dedotta dalla
distorsione della riga Ha.
Determinazione della distanza di NGC3338 tramite redshift


6592
,
25
Å
a
Pixel
Hα
H
oss



6592
,
25
Å

6563
Å 
3
z


4
,
5

10
6563
Å
v  cz

1

3
v
3000
km

s

4
,
5

10
d



18
Mp

1

1
H
75
kmM
s
0
Determinazione del semiasse maggiore della galassia
NGC3338
Asse maggiore ≈ 4 arcmin
aa



tg

rad
per
angoli
prossi
a
0


a12
0

18000
kpc


10
,
5
kpc
2 206265
Correzione per inclinazione delle velocità di rotazione della
galassia NGC 3338
b
32

i arccos

arccos

 
 63
a
71

voss
vreale

sin
i
Teorema del Viriale
2T    0
GMm
 mv2
r
v2  R
M
 2,205  10 41 Kg  1,11  1011 M 
G
Distanza dal centro galattico (kpc)
Massa
(in masse solari)
0,5
1,16×109
1,0
2,72×109
2,0
6,71×109
3,0
1,37×1010
4,0
3,36×1010
5,0
3,37×1010
7,0
5,89×1010
8,0
9,02×1010
9,0
9,07×1010
9,5
1,11×1011
Distribuzione radiale della massa totale
Determinazione della massa di NGC 3608
tramite la convoluzione dello spettro della
stella HR 4783 ( K0III )
La dispersione delle velocità nel nucleo della galassia
NGC3608 è stata determinata confrontando lo spettro della
galassia con quello della stella standard HR4783, che è
stato convoluto con una funzione gaussiana
Si è presa come riga spettrale di riferimento il tripletto del
magnesio (Mg I : da 5160 Å a 5192 Å ) .
Si è provato con i valori: 50 km/s , 100 km/s , 150 km/s,
180 km/s , 200 km/s , 250 km/s , 300 km/s , 350 km/s ,
400 km/s.
I risultati migliori sono da considerare 180 e 200 Km/s.
σ(oss.)=180 Km/s
σ(Gebhardt et al. 2000)=182 Km/s
re 2
M
0.33G
Elmegreen
1998
re  32,72"  8,22 1019 m ( Burkert 1993)

180  10 m / s 
M
2
 8.22  1019 m
0,33  6.67  10 11 m 2 N / Kg 2
3
M  1,2110 41 kg  0.6 1011 M 
Curva di rotazione di NGC 3608
Per determinare le velocità di allontanamento della
galassia abbiamo utilizzato il metodo di crosscorrelation proposto da Tonry & Davis [1979].
La correlazione, ottenuta col programma FXCOR di
IRAF, è stata fatta tra gli spettri della galassia e lo
spettro della stella di riferimento HR 4783.
Il range spettrale usato per la correlazione va da circa
5000 Å a quasi 6100 Å.
Confronto fra lo spettro della galassia (rosso) e
quello della stella (bianco) relativamente alla
riga del sodio
Risultati
• Masse attese dell’ordine di 10913 M
• Massa NGC 3338: 1,111011 M 
11
• Massa NGC 3608: 0.6 10 M 
Confronto tra la curva di
rotazione di NGC3338
ottenuta durante la stage e
quella ottenuta da Héarudeau
et al. (1999)
5 Kpc
Confronto tra la curva di
rotazione di NGC3608 ottenuta
durante la stage e quella ottenuta
da Jedrzejewski e Schechter
(1989)
• La materia oscura in NGC 3338 è distribuita
principalmente nelle parti più esterne.
• La materia oscura in NGC 3608 è distribuita
come la materia luminosa. (o forse è
trascurabile?)
• La distribuzione di materia oscura ha
condizionato l’evoluzione morfologica della
struttura? O viceversa?
Debra M. Elmegreen “ Galaxies and galactic
structure ” 1998 Prentice-Hall Inc.
Gebhardt K. et Al. 2000 Astroph. J. 539, L13-L16
Héraudeau Ph. et Al. 1999 Astron. Astroph. Supp.
Ser. 136, 509-514
Jedrzejewski R. Schechter P. 1989 Astron. J. 98,
147-165
Jones M. Lambourne R. „ An introduction to
Galaxies and Cosmology” 2004 Cambridge
Univ. Press