Studio delle galassie
M 82 e ARP63
Martino Fassina(1), Matteo Schiavon(1), Fabio
Lorenzi(1), Enrico Chinello(2), Michele
Tonellato(1)
(1)Liceo scientifico E.Curiel – Padova
(2)ITIS F.Severi - Padova
M82
M82 è una galassia dalla forma simile a quella di
un sigaro, classificata come Irr-II (che sta per
galassia irregolare di tipo II - non presenta
alcuna struttura) detta starburst per l’alto tasso di
formazione stellare, si trova nella costellazione
dell’Orsa Maggiore.
Ascensione retta: 09h 55m 52.2s;
declinazione: +69° 40′ 47″;
magnitudine: 9.2;
Spettro di una parte di M82 dopo essere stato
adeguatamente corretto dagli errori strumentali.
Lavorando adeguatamente su questo spettro è stato
possibile ottenere alcune informazioni riguardanti
questa galassia: come il flusso, la distanza, il redshift e lo
star formation rate (SFR).
I f 10
0,1386 A( v )
Redshift e distanza
Innanzi tutto abbiamo ricavato dallo spettro il
flusso apparente delle righe Ha e Hb della
galassia per mezzo del quale abbiamo ottenuto il
coefficiente di estinzione stellare c.
Utilizzando c abbiamo ricavato A(v) (numero di
magnitudini perse per estinzione) A(v ) 2,147 c
Abbiamo quindi calcolato il flusso reale in
rapporto a quello apparente con la formula
I f 10
0,1386 A( v )
Ora si può calcolare il redshift utilizzando la
formula in cui 0 è la lunghezza d’onda
reale e
è la lunghezza percepita. Per
M82 il redshift (z) è uguale a 7,62 x 10-4
utilizzando il redshift si può calcolare la distanza
cz
d
della galassia con la formula H
M82 dista 3,13 Mpc dalla Terra
Si può calcolare la luminosità (L) della riga Ha :
0
0
LHa 4 d 2 I Ha
lo SFR (Star Formation Rate), cioè il tasso di
formazione stellare della galassia espresso in
masse solari all’anno, grazie alla relazione:
SFR 7,9 10 42 LHa
Lo SFR totale, per M82, è risultato
particolarmente elevato (154 masse solari
all’anno). E risulta decisamente maggiore di
quello delle galassie comuni
A partire dalla luminosità (L) della riga Ha
abbiamo potuto stimare il numero di fotoni
ionizzanti (Q) tramite la relazione
Q 7,3 1011 LHa
Dividendo Q per il numero di fotoni ionizzanti
emessi da una tipica stella calda O5 (5 x 1049), è
stato possibile stimare il numero di stelle di
questo tipo nella galassia, ricavando 2,9 x 105
Stima delle dimensioni
Utilizzando questa immagine ricavata dal
telescopio, abbiamo approssimato la galassia a
un’ellissi e ne abbiamo potuto stimare le
dimensioni
Sapendo che a un pixel dell’immagine
corrispondono 0,6”, abbiamo calcolato le
dimensioni degli assi di quest’ellisse in secondi,
trasformando quindi i risultati ottenuti in Kpc
usando la relazione
Kpc
d
sec 206265
dove d è la distanza della galassia in Kpc.
L’asse maggiore dell’ellisse misura 9,78 Kpc,
l’asse minore 3,48 Kpc.
È grazie a questi dati che siamo stati in grado di
stimare lo SFR e il numero di stelle di tipo O5
nell’intera galassia
ARP63
ARP63 è una galassia a spirale di tipo Sc (con
bulge poco prominente e bracci poco avvolti)
che si trova nella costellazione del Leone. È
molto distante dalla Terra e si presenta “di
taglio” rispetto al punto di osservazione terrestre
Ascensione retta: 09h 39m 16,7s
declinazione: +32º 18’ 39”
magnitudine: 14,2
Spettro di ARP63 dopo essere stato adeguatamente
corretto dagli errori strumentali.
Da questo è stato possibile ricavare gli stessi dati
ricavati da M82 ed è stato possibile costruire la curva di
rotazione e stimare la massa della galassia
Redshift e distanza
Utilizzando le medesime formule già illustrate in
precedenza, abbiamo trovato il redshift e la
distanza di ARP63
Redshift (z): 0,022
distanza: 92 Mpc
Lo SFR della galassia è risultato essere 0,85
masse solari all’anno. Il valore, molto inferiore a
quello di M82, è dovuto al fatto che la galassia si
presenta “di taglio” e che non si tratta di una
starburst.
Il numero stimato di stelle O5, nell’area
esaminata, è risultato essere pari a circa 1570.
Curva di rotazione
A partire dal redshift (z) è stato possibile stimare
la velocità di allontanamento delle varie regioni
della galassia, usando la formula
v c z
Per avere una curva ben definita, si è scelto di
calcolare tale velocità ad intervalli di tre pixel,
corrispondenti a 1,8”
Si è poi trovato che a 1,6” corrispondono 0,8
Kpc
Sottraendo alla velocità di ogni regione quella
del centro della galassia, si è potuto costruire il
grafico di rotazione, con in ascissa la distanza in
Kpc dal centro e in ordinata la velocità di
rotazione
150
100
50
0
-10
0
-50
-100
-150
-200
10
Serie1
Infine abbiamo fatto una stima della massa della
galassia usando la formula
2
v r
M
G
Assumendo un raggio medio di 5 Kpc e una
velocità media di 100 km/s, abbiamo trovato un
valore di 2,32 x 1040 kg, pari a 1,16 x 1010 masse
solari
