Il Gruppo
Locale:
Il Gruppo
Locale contiene circa 35 oggetti la maggior parte dei quali di piccole
dimensioni. Abbiamo, in ordine di grandezza, M31 che è la galassia più
grande dell'ammasso con 125 mila a.l. di diametro, distante circa 3 milioni
di a.l. (tale nuova stima risale al 2004); quindi M33 nel Triangolo, per arrivare sino alle galassie "nane" come, ad
esempio, la galassia nana irregolare GR8 con un diametro di ca.1000 a.l. distante 4
milioni di a.l., con magnitudine 14,6. Inoltre, abbiamo, (e siamo al confine del Gruppo
Locale) una galassia nana irregolare in Pegaso con un diametro di 7 mila a.l., magnitudine
12,4, che dista ben 5 milioni di a.l. E abbiamo una vicinissima galassia nana nel
Sagittario, che dista solo 50.000 a.l. Taluni ipotizzano che, a seguito della scoperta di
due galassie a 3,3 milioni di a.l. da noi, le Maffei I e Maffei II che costituirebbero un
gruppo isolato (Gruppo Maffei) situato tra quello intorno a M81 e quello nei pressi di
M31, potrebbe anche essere rivisto il concetto di Gruppo Locale, che potrebbe anche non
esistere nel senso finora attribuitogli, limitandosi ad essere una propaggine del grande
sistema dell'Orsa Maggiore - Giraffa a cui appartengono anche M81 e M82.
Il nostro Gruppo Locale si muove ad una velocità di 100-400 km al secondo in direzione
dell'mmasso di galassie della Vergine (flusso Virgo centrico) e non è ancora chiaro se in
futuro cadrà e si unirà all'ammasso.
Quante
galassie ci sono nell'Universo.
E stato
calcolato che esistono circa 100 miliardi di galassie con una media di circa 100 miliardi
di stelle per galassia: un numero di stelle corrispondente circa al numero di
1022,
ossia 10 con 22 zeri, 10.000.000.000.000.000.000.000 di stelle, un numero quasi
sicuramente superiore al numero dei granelli di sabbia di tutte le spiagge della Terra!
- Sono presenti nell'Universo
galassie di ogni dimensione, dalle piccole "nane sferoidali", sino alla galassia
supergigante nell'ammasso di galassie "Abell 2029".
Questultima, osservata recentemente (1999) dallo "European Southern
Observatory" in Cile, è attualmente la più grande galassia che si conosca. Questo
immenso e vecchio agglomerato di stelle, assieme a circa 1.000 galassie dellammasso,
dista un miliardo di anni luce ca. da noi. E 3.000 miliardi ca. di volte più
luminosa della nostra Via Lattea, ha un diametro di ben 6 milioni di anni luce, ossia 60
volte circa il diametro della nostra Via Lattea e potrebbe contenere addirittura 100.000
miliardi di stelle!
(Abstract by: http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?1990Sci%2E%2E%2E250%2E%2E539U&db_key=AST)
Gli ammassi di galassie:
Gli ammassi di
galassie: sono di vario tipo, un po' come le galassie. Abbiamo: 1) gli ammassi sferici,
simili strutturalmente ad una galassia ellittica, nei quali i componenti più importanti
sono galassie ellittiche e S0; un tipico esempio è l'Ammasso Chioma di Berenice distante
400 milioni di a.l. ca., contenente ca. 1.000 galassie in un diametro di 25 milioni di
a.l. 2) gli ammassi irregolari, simili a quello della Vergine, nei quali la distribuzione
delle galassie, principalmente di tipo a spirale, è caotica come quella delle stelle
nelle galassie irregolari. 3) gli ammassi di forma intermedia, che spesso appaiono
costituiti da aggregati ellittici al centro con un alone periferico esteso, simili per
molti versi alle galassie a disco e sono formati da galassie di ogni tipo. Ci sono anche
galassie che non fanno parte di nessun ammasso di galassie: le "Nebulose di
campo".
Cataloghi:
Già nel 1933 Shapley pubblicò un I catalogo di 25 ammassi di galassie; nel 1958 George
Abell pubblicò una lista di 2.712 ammassi; e fra il 1960 e il 1968 Fritz Zwicky pubblicò
un lavoro in 6 volumi contenente 9.134 ammassi.
E' stato fatto uno schema che illustra gli oltre 50 ammassi di galassie, analoghi al
nostro Gruppo Locale, catalogati dall'astronomo franco - americano Gèrard de Vaucouleurs
entro un raggio di 50 milioni di anni luce.
Si è inoltre realizzato un diagramma che descrive la distribuzione di alcune migliaia di
galassie dell'emisfero celeste nord e sud. Il nord è stato realizzato da Margaret Geller
e John Huchra e il sud è stato preparato da Louis Nicolaci Da Costa. Il risultato di tale
lavoro è che figurano 6.000 galassie nell'emisfero nord e 3.000 al sud. Tutte coprono un
volume di spazio con una estensione di 500 milioni di anni luce di raggio dalla Terra. Le
galassie, contrariamente a quanto ci si potrebbe attendere, non sono distribuite in modo
omogeneo, ma sono invece ripartite in filamenti densi e sottili e in vuoti estesi. A nord
ad esempio è stata trovata una struttura chiamata "Grande muraglia", un
addensamento che taglia trasversalmente la regione di cielo investigato per 500 milioni di
a.l. Un'analoga struttura può essere osservata anche nell'emisfero sud, "Muraglia
meridionale".
Gli
ammassi di galassie
(a
cura di http://www.pd.astro.it/)
Tutte
le strutture dell'universo mostrano una tendenza a raggrupparsi seguendo una
gerarchia: i pianeti in un sistema planetario, le stelle in ammassi, gli
ammassi in galassie. Allo stesso modo, anche le galassie tendono ad unirsi
in gruppi di qualche decina di membri; a loro volta, piu' gruppi si
riuniscono in ammassi di galassie, i quali, insieme ad altri ammassi,
formano superammassi. La
nostra Galassia fa parte del Gruppo Locale, uno dei gruppi di galassie piu'
poveri; due sole galassie dominano il Gruppo Locale, la nostra e M31 (la
galassia di Andromeda), che insieme costituiscono circa l'80 % della massa
del sistema. Le altre galassie sono piu' piccole, come la spirale M33, o
addirittura satelliti delle piu' grandi; per esempio, la Piccola e la Grande
Nube di Magellano sono due piccole galassie satelliti della nostra, che si
trovano a circa 180.000 anni luce da noi. Il Gruppo Locale ha un diametro di
circa 5-6 milioni di anni luce. Gli ammassi di galassie sono gia'
noti dagli anni '30; il primo e' stato scoperto nella costellazione della
Chioma di Berenice, e prende il nome di ammasso della Coma: si trova ad una
distanza di 350 milioni di anni luce, e comprende un migliaio di galassie.
L'ammasso piu' ricco e' quello della Vergine, nell'omonima costellazione,
che contiene 2500 galassie, e si trova a 50 milioni di anni luce da noi. Il
diametro dei piu' grandi ammassi di galassie e' intorno ai 60 milioni di
anni luce, anche se non e' facile determinarne i confini, perche' la
densita' di galassie diminuisce gradualmente verso l'esterno e spesso un
ammasso si confonde con quello vicino.
Ci
sono ammassi regolari, di forma sferoidale, che contengono essenzialmente
galassie ellittiche, ed ammassi irregolari, che somigliano agli ammassi
aperti di stelle e contengono galassie di ogni tipo. Le galassie di un
ammasso sono immerse in un alone di gas caldissimo, che emette radiazione
nella banda dei raggi X. Le galassie
sono dotate di un moto all'interno dell'ammasso, e a volte interagiscono
scontrandosi tra loro. Spesso al centro di questi ammassi
si trova una galassia ellittica gigante; in origine questa era
probabilmente una galassia di dimensioni normali, ma a causa degli scontri
con altre galassie ha cominciato a fondersi con esse fino ad
"inghiottirle", in un fenomeno che viene detto cannibalismo
galattico. I processi di interazione tra galassie sono molto violenti e
coinvolgono grandi quantita' di energia. In molti casi l'interazione di due
galassie porta alla loro fusione ; inoltre essa provoca un aumento della
formazione di stelle nelle galassie che la subiscono, e sembra che sia
coinvolta anche in fenomeni come le galassie attive.
Sembra che le galassie interagenti abbiano avuto (e abbiano tuttora)
un ruolo fondamentale nell'evoluzione dell'Universo e nel modificare delle
sue proprieta' su larga scala, come il numero o la densita' di galassie. Gli
ammassi di galassie tendono a volte a raggrupparsi in superammassi; il
Gruppo Locale, per esempio, fa parte di un superammasso con la forma di un
ellissoide schiacciato, il cui centro corrisponde all'ammasso della Vergine
e il cui diametro raggiunge i 100 milioni di anni luce. L'analisi del
redshift del loro spettro ha mostrato che, sovrapposto al moto generale di
espansione dell'universo, esiste un moto proprio delle galassie e degli
ammassi; essi tendono a muoversi verso un punto dello spazio dove si pensa
esista una enorme concentrazione di materia, detta Grande Attrattore, che
esercita una grandissima attrazione gravitazionale sulle galassie, anche a
distanze elevate.
Il Superammasso Locale, che corrisponde ad un cubo di ca. 100 milioni di anni luce di
diametro, è gravitazionalmente centrato sull'Ammasso della Vergine. Il Superammasso
Locale è costituito da un nucleo di non meno di 11 ammassi di galassie e da un alone
contenente ca. 50 altri ammassi e migliaia di galassie singole. Si ipotizza anche che tale
Superammasso sia collegato da ponti di materia gassosa con altri superammassi lontani. E
taluni hanno ipotizzato che esista una struttura superiore chiamata "Grande
muraglia".
L'Ammasso di galassie della Vergine: è uno dei maggiori ammassi, ca. 3.000 galassie in
circa 5 mil.a.l. di spazio, delle quali M87 è l'elemento più rilevante. Già con un
telescopio da 20 cm a basso ingrandimento se ne scorgono più di 100 sparse senza
soluzione di continuità da Virgo a Coma (un altro ammasso cospicuo). De Vaucouleurs nel
1977 ha stimato una distanza di 42 mil. di a.l., ma Sandage e Tamman parlano di 70
mil.a.l.(dato più corretto secondo taluni) La valutazione dipende dalla costante di
Hubble adottata. Recentemente Tully e Fischer hanno determinato la distanza di Virgo
Cluster con una nuova tecnica basata sulla larghezza della riga radio a 21 cm.
dellidrogeno neutro. La larghezza della riga dipende infatti dalla velocità di
rotazione delle nubi di idrogeno e questultima dipende dalla massa della galassia.
Poichè la massa determina la luminosità, si può risalire alla distanza per confronto
tra luminosità apparente e assoluta. E si è trovato un valore di 51 mil.di a.l. In tale
ammasso 3 galassie su 4 sono a spirale, le altre sono per lo più ellittiche. Poche le
irregolari e le nane. Le 3.000 galassie di Virgo fanno forse a loro volta parte di una
metagalassia composta ca. da 10.000 oggetti: il nostro Gruppo Locale (2 dozzine di
oggetti) e: Chioma di Berenice, Cani da caccia, Leone e Orsa maggiore. In effetti,
rappresentando con un puntino tutte queste galassie collocate secondo le loro coordinate,
Shapley e Ames hanno ottenuto un unico Superammasso di forma lenticolare. L'ammasso della
Vergine, che rappresenta fisicamente il centro del Superammasso Locale, avrebbe rallentato
la velocità di fuga (dovuta all'espansione cosmica) di tutte le galassie e ammassi di
galassie che lo circondano, attirando un flusso di materia verso di sé (il c.d. flusso
Virgo-centrico). Chiaramente tale ammasso tenderà sempre più ad aumentare le proprie
dimensioni. L'ammasso "Virgo" ha una struttura dinamica molto complessa. Ad
esempio IC3258 si sta avvicinando al Gruppo Locale a 517 Km/sec. (blueshift); poiché
l'ammasso "Virgo" recede da noi a 1.110 Km/sec., IC3258 si muove rispetto alla
regione centrale dell'ammasso di oltre 1.600 Km/sec. Un altro esempio: NGC4388 si sta
allontanando a ben 2.535 Km/sec. Il nostro Gruppo Locale si dirige verso l'ammasso della
Vergine a 100/400 Km/sec.
Secondo alcuni astronomi, certi moti osservati nel Superammasso della Vergine
indicherebbero la presenza di un altro Superammasso ancora più grande e più lontano.
Forse situato a 300 milioni di anni luce dalla Terra, in direzione delle costellazioni
dell'Idra e del Centauro, è stato denominato "Grande attrattore". La sua
esistenza è posta in dubbio, con l'argomento che l'ipotetico Superammasso dovrebbe
causare una difformità nel fondo di radiazione cosmica a microonde dell'Universo che non
è stata mai osservata.
Metodi piu'
significativi impiegati nella determinazione
delle distanze delle nebulose extra galattiche:
Metodo |
Magnitudine assoluta visuale |
Massimo campo di validità del metodo
(a.l.) |
Stelle RR Lyrae |
+0,6m |
650.000 |
Stelle più brillanti negli ammassi globulari |
da -2,8m a 1,9m |
3,3 milioni |
Cefeidi classiche |
da -7m a -2m |
13 milioni |
Nove |
da -9m a -6m |
65 milioni |
Stelle non variabili più brillanti |
-9m |
65 milioni |
Ammassi globulari |
da -10m a -5m |
70 milioni |
Diametro delle regioni HII |
- |
80 milioni |
Supernovae |
da -20m a -15m |
Diverse centinaia di milioni |
Nebulose più brillanti di un ammasso |
da -22m a -20m |
Miliardi |
Alcuni importanti Ammassi di galassie:
Ammasso |
Distanza
(106
a.l.) |
Galassie |
Velocità
rad.(km/s) |
Virgo |
70 |
2.500 |
+1.150 |
Pegasus I |
230 |
100 |
3.800 |
Pisces |
235 |
100 |
5.000 |
Cancer |
280 |
150 |
4.800 |
Perseus |
340 |
500 |
5.400 |
Coma |
400 |
1.000 |
6.700 |
Ursa maior III |
465 |
90 |
- |
Hercules |
615 |
300 |
10.300 |
Ammasso A |
850 |
400 |
15.800 |
Centaurus |
880 |
300 |
- |
Ursa maior I |
950 |
300 |
15.400 |
Leo |
1.095 |
300 |
19.500 |
Ammasso B |
1.165 |
300 |
- |
Gemini |
1.235 |
200 |
23.300 |
Corona borealis |
1.235 |
400 |
21.600 |
Bootes |
2.300 |
150 |
39.400 |
Ursa maior II |
2.400 |
200 |
41.000 |
Hydra II |
3.530 |
- |
60.600 |
Hubble Deep Field (HDF)
La
più profonda immagine dell'universo svela miriadi di galassie
appartenenti all'inizio del tempo. Diverse centinaia di galassie mai
viste prima sono visibili in questa immagine del profondo universo,
chiamata Hubble Deep Field (HDF). A fianco delle classiche galassie a
spirale ed ellittiche, appare una sconcertante varietà di galassie di
altre forme e colori che rappresentano importanti indizi per la
comprensione dell'evoluzione dell'universo. Molte di queste galassie
si sono formate un miliardo di anni dopo il Big Bang. L'immagine HDF
rappresenta una stretta apertura verso l'estremo orizzonte visibile
dell'universo. Si tratta infatti di una piccola area di cielo con un
diametro pari ad 1/30 del d. della Luna piena (questa immagine
rappresenta soltanto il 25% dell'intera HDF).
L'apertura è così stretta che le poche stelle appartenenti
alla nostra Galassia (la Via Lattea) sono di gran lunga superate in
numero dalla grande quantità di galassie lontane. Queste ultime sono
talmente deboli che alcune di esse possiedono una luminosità
(magnit.30) che è 4 miliardi di volte inferiore al limite della
visione umana.
L'oggetto relativamente luminoso appena a sinistra del centro
dell'immagine è una stella di magnit. 20. Sebbene il campo sia un
campione molto piccolo, è considerato rappresentativo della tipica
distribuzione delle galassie nello spazio perché l'universo appare
statisticamente uguale in tutte le direzioni. L'immagine è stata
assemblata utilizzando 276 singole esposizioni prese nel corso di
dieci giorni consecutivi tra il 18 e il 28-12-1995 con la camera WFPC2
. Sono stati utilizzati filtri per il blu, il rosso e l'infrarosso e
le singole esposizioni sono state combinate per formare la singola
immagine a colori che vediamo. Da questi dati gli astronomi sono in
grado di dedurre, almeno statisticamente, la distanza, l'età e la
composizione chimica delle galassie che appaiono. Gli oggetti nei
quali prevale il colore blu contengono stelle giovani e/o
relativamente vicine, mentre gli oggetti prevalentemente rossi
contengono popolazioni stellari vecchie e/o lontane. L'obiettivo dell'HDF
è stato una piccola regione di cielo accuratamente selezionata che si
trova nei pressi dell'Orsa Maggiore. Questa regione, lontana dal piano
della nostra Galassia, è sgombra da oggetti vicini, come le stelle.
Il campo di osservazione si trova ovviamente nella zona di visione
continua (continuous viewing zone, CVZ) dell'orbita dell'Hubble: una
speciale regione che può essere visualizzata dall'Hubble con
continuità senza interruzioni causate dalla presenza della Terra o
dall'interferenza del Sole o della Luna. L'HDF ha scoperto numerosi
oggetti deboli nell'universo (con oltre 30 gradi di magnit.) che non
potevano essere visti con i telescopi terrestri. Alcuni degli oggetti
che si trovano lungo la direzione visiva dell'Hubble possono essere
galassie relativamente vicine ma intrinsecamente deboli. Altri oggetti
deboli presi in esame, comunque, sono lontanissime galassie che
esistevano quando l'universo era molto giovane.
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