Cosa osserviamo in astronomia: Classificazione oggetti celesti

Dal vicino al lontano Corso di Astronomia di Base 1° incontro cosa osserviamo in astronomia 1O.R.S.A. Corso Astronomia di Base 11-10-11 – Gerlando Lo Savio

Cosè lORSA 2O.R.S.A. Corso Astronomia di Base 11-10-11 – Gerlando Lo Savio

Programma del Corso di Astronomia di Base Martedì 11 Ottobre - 1° Incontro: "Dal vicino al lontano, cosa si osserva in Cielo". Martedì 18 Ottobre - Conferenza "Starlight: diritto alla luce delle stelle" presso lIstituto Cervantes del prof. Cipriano Marin, Instituto Astrofisico de Canarias. Martedì 25 Ottobre - 2° Incontro: "Come si osserva il Cielo". Sabato 29 Ottobre - 1° Serata pratica sul campo, a Cefalà Diana. Martedì 8 Novembre - 3° Incontro: "Come funzionano le Stelle". Martedì 15 Novembre - 4° Incontro: "Galassie e cosmologia". Martedì 22 Novembre - 5° Incontro: "Dallinfinitamente grande allinfinitamente piccolo" in diretta dal CERN di Ginevra - Spazio aperto a domande e approfondimenti. Venerdì 25 Novembre - 2° Serata pratica sul campo, presso il ns. Osservatorio di Ventimiglia di Sicilia 3O.R.S.A. Corso Astronomia di Base 11-10-11 – Gerlando Lo Savio

4 Di cosa parliamo stasera ● Cosa osserviamo – Sistema Solare – Ammassi Stellari – Nebulose – Galassie ● Come lo vediamo – Distanze – Dimensioni Luminosità da Uranographia di Johann Elert Bode, Berlino 1801 – Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

5 Le Parole sono importanti ● Distanza ● Diametro reale ● Diametro angolare ● Luminosità ● Magnitudine (apparente, assoluta) ● Magnitudine superficiale Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

6 Distanza: Quanto è “lontano”? ● Pianeti, stelle, galassie: talmente distanti che sono praticamente allinfinito (distanza iperfocale) ● Dobbiamo usare metodi “inusuali” per misurare queste distanze ● Per i fini osservativi sono Al di là di una certa distanza, i nostri occhi non come “incollati” sulla sono più in grado di distinguere cosa sia più lontano, né di quanto sia più lontano. Sfera Celeste Chi è più lontano? Gli alberi, la Luna o le Pleiadi? Di quanto? Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

7 Diametro: Quanto è “grande”? Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

8 Mettendo insieme distanza e dimensioni Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

9 Dimensioni angolari ● Immagina un triangolo che ha un vertice nel tuo occhio e gli altri due nelle stelle ● Langolo associato al vertice nel tuo occhio è la distanza angolare tra le due stelle ● È langolo la cosa che conta nelle osservazioni ● In astronomia gli angoli si misurano in – Gradi sessagesimali ( ° ) – Minuti ( ) – Secondi darco ( “ ) ● es. 10° 30 15” Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

10 Misurare angoli in cielo ● Una spanna estesa alla distanza di un braccio sottende un angolo di ~20° ● Questo è vero per tutti, grandi e piccoli: le proporzioni del corpo sono le stesse ● Come funziona: “Un oggetto di 1 cm, posto a una distanza di 60 cm dallocchio sottende un arco di ~1°” ● Possiamo usare il righello per fare “misure” in cielo da “Due Passi tra le Stelle” di M. D. Heilfetz e W. Tirion Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

11 Magnitudine: Quanto è “luminoso”? ● La luminosità di un oggetto ● Limite visuale: ~6 astronomico si indica in magnitudini ● Megrez: 3,3 ● Come una classifica: una stella di mag 1 è ~2,5 volte più luminosa di ● Polaris: 2 una stella di mag 2 che è ~2,5 volte più luminosa di una di mag 3, ● Spica: 1 e così via ● Vega: 0 ● Un salto di N mag corrisponde a un fattore 2,5N ● Sirio: -1,4 Le stelle più luminose hanno mag Venere: -4 ● ● 0 o anche mag negative ● Luna: -12,7 ● Sole: mag -26,8 Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

12 Visione notturna ● Nel nostro occhio ci sono 2 tipi di sensori: – Coni: ● Piccoli (più dettagli), di tre specie sensibili al rosso, al verde e al blu (percezione dei colori) ● Meno sensibili alla luce e di più al centro della retina. – Bastoncelli: ● Più grandi (meno dettagli), di ununica specie (no colori) ● Più sensibili alla luce e di più nelle zone periferiche della retina. ● Liride fa da diaframma da f/1 a f/64 (da 1 a 7-8 mm) ● Adattamento alloscurità (~30 m): – Liride si apre – I pigmenti fotosensibili si ri-formano interamente Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

13 Visione notturna ● Perdita delladattamento: 1/20 s (bastoncelli), 5 s (iride) ● Per non perdere ladattamento al buio bisogna far uso di luce poco luminosa color rosso profondo (620 nm) ● Fattori che influenzano ladattamento alloscurità nel medio-lungo termine: – Esposizione a intense fonti luminose durante il giorno o i giorni precedenti – Carenza di vitamina A – Alcool e fumo – Stanchezza e stati di tensione/ansia – Età Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

14 Cosa osserviamo ● Dai più vicini ai più lontani (o quasi) Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

15 Sistema Solare Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

16 Distanze 1/4 ● Le distanze nel Sistema Solare si misurano in ● Unità astronomiche (UA) ● ● 1 UA = distanza Terra-Sole = 149 x 106 km ● ● ● Le distanze sono state determinate per mezzo della Legge di Gravitazione Universale prima e per mezzo di radar e laser più recentemente Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

17 Meteore e meteoriti Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

18 Satelliti artificiali e Sonde spaziali ● ISS, Space Shuttle, Iridium, ... ● Mag da -8 (Iridium) a 4,5 (HST) e meno ● Attraversano il cielo come puntini, scompaiono e ricompaiono dalla parte opposta oppure compaiono improvvisamente e poi scompaiono ● Unapparizione tipica: ~10 m 4 Nov 1,1 05:23:59 10 SSE 05:25:26 13 SE 05:26:53 10 E ● Dipende dalle dimensioni e dalla 5 Nov -1,3 05:45:16 10 SSW 05:48:00 46 SE 05:50:50 10 ENE geometria con il Sole 6 6 Nov Nov 0,9 -2 04:35:18 06:08:05 12 10 SE WSW 04:36:03 06:10:52 13 44 SE NW 04:37:26 06:13:39 10 10 E NE 7 Nov -1,3 04:58:25 43 SSE 04:58:42 44 SE 05:01:25 10 ENE 8 Nov -2 05:21:13 44 NW 05:21:25 46 NW 05:24:14 10 NE Passaggi su Palermo della ISS dal 30/10/07 al 09/11/07 Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

19 Luna Diametro: 3476 km (<1/3 della Terra) Distanza: 363104 km (~1 “secondo-luce”) Diametro app: ~30 Magnitudine: -12,7 Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

20 Sole Diametro: 1,4 x 106 km (>100 della Terra) Distanza: 149 x 106 km = 1 UA (~8 “minuti-luce”) Diametro app: ~30 Magnitudine: -26,8 Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

21 Pianeti ● Interni – Mercurio – Venere – Marte ● Esterni – Giove – Saturno – Urano – Nettuno ● Pianeti nani ● Come riconoscerli – Si trovano vicino alleclittica – “Scintillano” poco (perché non puntiformi) Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

22 Configurazioni dei pianeti Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

23 Pianeti interni ● Si muovono rapidamente ● ● Le condizioni più favorevoli sono le massime elongazioni Est e Ovest ● Mostrano le fasi, come la Luna ● ● ma non possiamo osservarli quando sono “pieni” Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

24 Mercurio e Venere ● Si osservano o allalba o al tramonto ● Mostrano le fasi ● Nessun dettaglio superficiale ● Solo Venere: Difetto di fase Mercurio Diametro: 4880 km (<1/2 della Terra) Distanza: min. 0,6 UA, max 1,4 UA (~3-5 “minuti-luce”) Diametro app.: ~30 Magnitudine: -26,8 Venere Diametro: 12103 km (~ della Terra) Distanza: min. 0,3 UA max 1,7 UA (~2 - 14 “minuti-luce”) Diametro app.: ~23” - 13” Magnitudine: fino a -4,4 Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

25 Pianeti esterni ● Si muovono lentamente ● ● Le condizioni più favorevoli sono le opposizioni ● ● ● Non mostrano fasi, tranne Marte ● (che può mostrarci un piccolo “spicchio” in ombra) Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

26 Marte Diametro: 6780 km (~ della Terra) Distanza: 0,5-2,5 UA (~4-21 “minuti-luce”) Diametro app: ~ 18-4 Mag. max: -2,9 Freq. Opposizioni: ~ 2 y 51 d Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

27 Giove Diametro: 139 822 km (~ 22 Terra) Distanza: 4-6 UA (~35-52 “minuti-luce”) Diametro app: ~ 46-31 Mag. max: -3 Freq. Opposizioni: ~ 1 y 34 d ●Satelliti maggiori di dimensioni e magnitudini confrontabili con Mercurio: ● Io ● Europa ● Ganimede ● Callisto Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

28 Saturno Diametro: 116 460 km (~ 18 Terra) Distanza: 9-11 UA (~1 “ore-luce”) Diametro app: ~ 15-19 Mag. max: -0,3 Freq. Opposizioni: ~ 1 y 13 d Diam. Anelli: 270 000 Km Diam. App anelli: ~ 44-35 Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

29 Urano e Nettuno Urano Diametro: 50724 km (~ 8 Terra) Distanza: 18 - 20 UA (~3 “ore-luce”) Diametro app: ~ 4-3 Mag. max: 5,5 Freq. Opposizioni: ~ 1 y 4d Nettuno Diametro: 49250 km (~ 8 Terra) Distanza: 29-31 UA (~4 “ore-luce”) Diametro app: ~ 2 Mag. max: 8 Freq. Opposizioni: ~ 1 y 2d Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

30 I Pianeti nani Pianeta nano: un corpo celeste di tipo planetario orbitante attorno ad una stella e caratterizzato da una massa sufficiente a conferirgli una forma sferoidale, ma che non è stato in grado di "ripulire" la propria fascia orbitale da altri oggetti di dimensioni confrontabili. ● Cerere ● Plutone – Caronte ● Eris Diametro Diam. Mag. Nome Semiasse maggiore Fascia asteroidale Scoperta medio apparente max 1 Cerere 4 1 3 x 1 0 6 km 2 , 8 UA 9 7 5 x 9 0 9 km 0, 3- 0 , 7 Fa s c i a principale 7 1801 39,5 5h 1 3 4 3 4 0 Plutone 5 9 0 6 x 1 0 6 km ( 2 3 0 6 ± 2 0 ) km <0,1 Fa s c i a d i Kuiper Plutino 13,5 1930 UA 30m 10 123 x 10 6 67,7 9h (2400 ± 100) 136199 Eris <0,05 Disco dif f us o 18,8 2005 km UA 30m km Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

31 Asteroidi e Comete ● Piccoli corpi di forma per lo più irregolare ● Asteroidi – Carbonacei (75%), silicei (17%), metallici – Per lo più tra Marte e Giove – Puntiformi * ● Comete – Ghiaccio e polveri – Sistema solare esterno (orbite molto ellittiche) * se ne può dedurre la forma dalla curva di luce – Visibili perché “accese” dal vento solare Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

32 Stelle La materia più abbondante nellUniverso: sono “ovunque” Dimensioni varie: come il Sole, 10 volte più piccole (o meno) o anche 500 volte più grandi Sequenza principale, Giganti, Supergiganti, Nane bianche Varie temperature (cioè colori): ~2400 – 30 000 Varie magnitudini: max -1,4 (Sirio) Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

33 Distanze astronomiche 2/4 ● Le distanze fuori dal Sistema Solare si misurano in ● parsec (pc) e ● a volte in anni luce (a.l.) ● ● ● 1 pc = dist. di un astro di parallasse 1 ● = 2,06 x 105 UA = 3,08 x 1013 km ● ● 1 a.l. = dist. percorsa dalla luce in un anno ● = 63 241 UA = 9,46 x 1013 km ● ● 1 pc = 3,26 a.l. ● ● Le distanze sono determinate per via trigonometrica e con altri mezzi ● (luminosità di stelle note, parallassi dinamiche, ...) Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

34 Le stelle sono puntiformi ● Non importa a che ingrandimento osserviamo, né che telescopio usiamo ● Ottime per test ottici ● Uniche differenze: – Magnitudine (può variare nel tempo) – Colore (spettro) Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

35 Stelle doppie e colori Sistemi “legati” o solo prospettici Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

36 Oggetti del Cielo Profondo Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

37 Magnitudine degli oggetti estesi ● Magnitudine “integrata” Vs. Magnitudine superficiale ● Mag. Integrata (si trova nelle tabelle): – Mag. di una stella che fuori fuoco copre la stessa superficie angolare ● Mag. Superficiale: – Mag. per unità di superficie angolare ● Quella che determina la visibilità è la magnitudine superficiale!!! ● La mag. superficiale non dipende dalla distanza: se andassimo più vicino alla Nebulosa di Orione non sarebbe più brillante in cielo, ma solo più estesa!!! Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

38 Ammassi aperti ● Gruppi di stelle (solitamente giovani) che si sono formate insieme (a volte si vede anche parte della nebulosa originale) e dello stesso colore ● Di solito da alcune decine a centinaia di componenti ● Nella la Via Lattea ● Forme irregolari ● Si stanno “disperdendo” Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

39 Ammassi globulari ● Gruppi molto compatti di stelle piccole e vecchie ● Di solito 105 stelle ● Nellalone della Galassia (~200 globulari) ● Forma sferica ● Sono sistemi molto antichi (13-16 x 10 9 y) e stabili (R < 100 pc) Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

40 Distanze astronomiche 3/4 ● Esiste una relazione tra mag. assoluta e periodo di alcune classi di stelle variabili (cefeidi, RR Lyr, ..) ● ● Misurando la mag apparente di alcune stelle nei globulari e in altre galassie ne misuriamo la distanza ● ● Le dimensioni lineari dei globulari sono più o meno le stesse ● ● misurando le dimensioni apparenti dei globulari facciamo misure di distanza ● ● tecniche usate per ammassi globulari e galassie Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

41 Nebulose Nebulose a emissione Nebulose a riflessione Nebulose oscure Nebulose planetarie Resti di Supernova miglior periodo: estate-inverno Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

42 Nebulose a emissione ● Gas H e He scaldato ed eccitato dalla radiazione UV di stelle calde ● Color rosso (h alpha) ● Stelle giovani ● Luminose ● Grandi dimensioni angolari Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

43 Nebulose a riflessione Riflettono semplicemente la luce delle stelle vicine Il loro colore dipende da quello delle stelle che le illuminano sono deboli Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

44 Nebulose oscure Dense nubi di polveri opache nel visibile Si possono osservare solo sotto cieli scuri e con grandi diametri o fotograficamente Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

45 Nebulose planetarie ● Gusci espulsi da stelle giganti in evoluzione ● Simmetria cilindrica (“a clessidra”) ● Piccole dimensioni angolari ● Colori rosso, verde, blu associati alla presenza di ossigeno, carbonio e altri elementi Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

46 Resti di SN Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

47 Galassie ● Sistemi stellari ● si raccolgono in ammassi e super ammassi ● distanze da 106 a.l. fino alle dimensioni dellUniverso ● Dimensioni di 104 a.l. miglior periodo: primavera Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

48 Distanze astronomiche 4/4 Redshift (Z) ● ● si basa sulla recessione delle galassie ● ● Più sono lontane, più veloce si allontanano ● ● Ancora non abbiamo una “calibrazione” sicura ● ● fuori dalla portata degli astrofili “normali”!!! ;-) Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

49 Fonti, riferimenti e strumenti usati ● Stelle e oggetti astronomici in generale – Ian Ridpath, WilTirion, “Guida delle Stelle”, Muzzio ed. – Steven Beyer, “Guida alle Stelle”, Hoepli ed. – Gabriele Vanin, “Astronomia Viva!”, Unione Astrofili Italiani – Karttunen et altri, “Fundamental Astronomy”, Springer ● Altri riferimenti, fotografie e illustrazioni – http://skytour.homestead.com/ – http://www.perezmedia.net/beltofvenus/ – http://www.nineplanets.org – http://antwrp.gsfc.nasa.gov/apod/astropix.html – http://commons.wikimedia.org/ ● Visione notturna – R. B. Thompson, B. Fritchman Thompson, “Astronomi per Passione”, Apogeo ed. – W. Ferreri, “Il Libro dei Telescopi”, Il Castello ed. – Rodolfo Calanca, “LOcchio Umano e la Visione”, http://www.coelum.com/calanca/visione_umana.htm ● Altri riferimenti usati – Fredi De Maria, “I Sentieri della Notte”, http://www.otticademaria.it/astro/ – Molti articoli da Wikipedia in Italiano e in Inglese: www.wikipedia.org ● Software – Elaborazione immagini: Gimp (http://www.gimp.org/) e Inkscape per gli schemi (http://inkscape.org/) – Realizzato con Openoffice.org (http://it.openoffice.org/) in KDE (http://kde.org/) sotto Mandriva Linux (http://mandriva.com/) Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

50 Contatti e Licenza Visita il mio sito web: http://gerlos.altervista.org Questopera è stata rilasciata sotto la licenza Creative Commons Attribuzione-Non commerciale-Condividi allo stesso modo 3.0 Italia. Per leggere una copia della licenza visita il sito web http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0 o spedisci una lettera a Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA. Gerlando Lo Savio - O.R.S.A. Palermo 1° incontro Corso di Astronomia di Base 11-10-11

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Cosa osserviamo in astronomia: Classificazione oggetti celesti

by gerlos _ on Sep 18, 2008

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