Sommario
• Onde radio e loro meccanismi di produzione
• Breve storia della radioastronomia
• Radiotelescopi e loro funzionamento
• Galassie e radiogalassie
La Radioastronomia
Tutti i colori del buio
Anna WOLTER
INAF-Osservatorio Astronomico di Brera
T. Maccacaro - i colori del buio
La luce: quanto la
conosciamo nelle
sue proprietá?
Onde elettromagnetiche
Lo spettro elettromagnetico
onde radio
infrarosso
ultravioletto
microonde
raggi x
visibile
200 m
3 cm
3 µm
Lunghezza
d’onda
E = hν = hc / λ
raggi gamma
energia
1000 A
7000 A
3500 A
10 keV
10 MeV
10 GeV
Le onde radio:
la prima FINESTRA sul
mondo oltre a quella ottica
Marconi
vince il premio Nobel nel
1909 per le sue ricerche sulle onde radio
Onde radio dal cielo
L'antenna di Jansky
La prima mappa del cielo radio
Diapositiva sommario
• La
La scoperta della radiazione di fondo
Curiosity is a precious gift which comes so naturally to us that we sometimes fail to appreciate it," he notes.
In Penzias' prolific
Los Alamos
Mauna Kea
Radiotelescopio di PARKES
Green Bank
Il radiotelescopio di Arecibo
Per migliorare la risoluzione i segnali vengono
combinati così da ottenere un potere risolutivo pari
ad un unico rivelatore di diametro corrispondente
alla massima distanza tra le antenne
VLA
Westerbork
ATCA
Narrabri
NMA Giappone
Come vengono prodotte onde radio
Bremsstrahlung
Bremsstrahlung (radiazione di
frenamento)
Se l'energia
è sufficiente
l'atomo viene
IONIZZATO
Effetto Compton
Atomo eccitato
Come vengono prodotte onde radio
Inversione di spin
Produce una RIGA di emissione a 21 cm
Come vengono prodotte onde radio
Radiazione di sincrotrone
Indica la presenza di campo magnetico
Sorgenti radio nella nostra Galassia
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Radio emissione dal Sole
In ottico
Giove:
In radio
Il resto di supernova Cassiopea A
visto da Einstein/ROSAT e da Chandra
Nella banda radio
Magnetosfera
Getto radio
Stella di Neutroni
[email protected]
massa = 1.4 M sol
raggio = 10 km
B = 10 8 - 10 13
Schema di pulsar
G
Osservando il cielo
Raggi Gamma
Raggi X
Luce Visible
Energia / Temperatura
Infrarosso
Microonde
Radio
Emissione radio della nostra Galassia
Il centro della Galassia
Il centro della Galassia si trova a
circa 25.000 anni luce da noi; in
ottico non è visibile, perché
avvolto da dense nubi di gas e
polvere
λ = 6 cm
Sgr A* è una sorgente intensa,
compatta e stabile: forse un
buco nero di milioni di masse
solari, con un raggio più piccolo
dell’orbita di Giove
Inflazione
Big Bang piu’
10-35? secondi
Big Bang piu’
380,000 anni
Big Bang piu’
14 miliardi di
anni
La vita
Misura delle fluttuazioni di temperatura della
radiazione fossile di fondo T= 2.7 K
variazioni DT/T = 10-5
GALASSIE
M 87
Galassia ellittica
M101
Galassia a spirale
NGC 1300
Spirale barrata
NGC 1427A
Galassia irregolare
Cen A
Galassia peculiare
Galassie normali
• Il gas “freddo”, in particolare
l'idrogeno ATOMICO (l’elemento più
abbondante nel cosmo), produce
emissione radio alla frequenza di 21
cm (inversione di spin): si vede una
RIGA di emissione in radio
La nostra galassia
La nostra galassia
M31 - Andromeda
M31
NGC 5055
NGC 5055
NGC 6946
NGC 6946
UGC 813
GALASSIE
ATTIVE
Morfologia delle radiogalassie
Nucleo
Disco di
accrescimento
L’energia trasportata
alimenta i lobi
Getto
Effetti dell'orientamento del getto
Getto "avvolto" dal campo magnetico
La radiazione di una stella che si avvicina alla terra è più blu
La radiazione di una stella che si allontana dalla terra è più rossa
M87
M87
M87
M87
NGC 5128 = Centauro A
Composito ottico - radio
(11 Mpc)
CTIO
Emissione radio
HST
Composito ottico - X
3C66B = B0220+427
Radiogalassia (FR I)
distante 65 Mpc (z = 0.0125)
Getti e piume si estendono fino a
140 kpc dalla galassia
(40.000 anni luce)
Getti Relativistici
… fasci focalizzati di gas ionizzato
lobo
getto
Energia trasportata
lungo il canale
Il materiale
ritorna verso
la galassia
hot
spot
PKS2356-61 (z = 0.1)
Quasar
in una
galassia
ellttica
Moti superluminali
Moti superluminali
Inserire 3C279 o analogo
Alcune radiogalassie si trovano
negli ammassi di galassie: Hydra A
X
Radio
Ottico
A 840 milioni di anni luce da noi (260 Mpc)
L'emissione radio è confinata dal gas caldo
(milioni di gradi) che emette raggi X
Se polvere e gas sono molto densi, i getti
propagano e non si formano i lobi radio
non si
Composito
Radiogalassie in ammassi di galassie: Abell 119
X
Radio (21 cm)
Ottico
Fornax
Fornax
Fornax
Fornax cluster
Abbiamo visto che:
• Le galassie sono sede di fenomeni “violenti”
• La causa è la caduta di materia per gravità verso la
regione centrale
Resta da capire:
• Come si estrae l’energia dal buco nero per trasmetterla ai
getti?
• Se ogni galassia attiva ha un buco nero centrale, perché
solo alcune hanno getti radio?
•...
Where is ALMA?
El llano de Chajnantor
Chajnantoor
Chajnantoor
BUILDING ALMA
BUILDING ALMA
BUILDING ALMA
BUILDING ALMA
hortor ad quaerendum et inveniri
posse fateor
“querendo invenietis”
Bach – Offerta musicale
Si ringraziano:
AAT, ESA, ESO, INAF, MIT, NASA, NRAO, The Hubble
Heritage Team, Dan E. Harris, Ethan J. Schreier
per l’uso delle immagini.
