OVL111_22m_2014

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Introdução à Astronomia
Aula 22
OVL 111
Paulo Lopes 
 
 
I.I. Descoberta e primeiras observações de Descoberta e primeiras observações de 
galáxiasgaláxias
II.II. Tipos de galáxiasTipos de galáxias
III.III. Propriedades de galáxiasPropriedades de galáxias
IV.IV. Galáxias ativasGaláxias ativas
RESUMO:RESUMO:
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Descoberta e Primeiras observações 
de galáxias
● Uma galáxia é uma imensa 
nuvem com centenas de 
milhões a centenas de 
bilhões de estrelas.
● Cada galáxia é um sistema 
estelar isolado e 
independente (à exceção de 
galáxias em interação).
● Todas as galáxias (exceção 
Via Láctea) estão muito 
distantes da Terra. A mais 
próxima está a mais de 
150000 anos-luz (1 ano-luz 
= 9,4605 x 1012 km).
● Devido a distância 
parecem objetos muito 
“fracos”, de difícil 
observação a olho nu.
● Atualmente, os astrônomos 
conhecem cerca de milhões de 
galáxias e estima-se que o 
Universo contenha dezenas de 
bilhões.
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Descoberta e Primeiras observações 
de galáxias
● O estudo de galáxias começou no séc. XVIII, quando o astrônomo 
Charles Messier identificou acidentalmente várias galáxias (enquanto 
buscava por cometas).
● As galáxias parecem-se com distribuições difusas de luz, que foram 
distinguidas de cometas por C. Messier. 
● Ele criou um catálogo destes objetos que mais tarde vieram a ser 
chamados de galáxias.
● Entretanto alguns objetos do seu catálogo eram nuvens gasosas ou 
aglomerados estelares na nossa própria Galáxia.
● No séc. XIX outros astrônomos criaram listas similares de objetos 
celestes, incluindo galáxias. Entre estas destaca-se a de Sir William 
Herschel.
● Apesar de galáxias já terem sido identificadas de forma sistemática 
desde o séc. XVIII, até a década de 1920 não se tinha uma idéia clara 
da natureza destes objetos.
● Grande debate: H. Shapley x H. Curtis; “nebulosas galácticas” ou 
galáxias como a nossa?
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Descoberta e Primeiras observações 
de galáxias
● A descoberta das galáxias como sistemas exteriores a Via Láctea 
aconteceu em 1923, como conseqüência de observações feitas por 
Edwin Hubble com o telescópio de 2,5 m no Mount Wilson, Califórnia.
● Ao calcular a distância até a “Nebulosa” de Andrômeda, Hubble 
pôde verificar que tratava-se de um objeto fora da Via Láctea.
● Resultados para outras “nebulosas” levaram a conclusão idêntica, 
de forma que passou-se a reconhecer estes objetos como galáxias 
externas a nossa.
● Maior amplificação da imagem do Universo na história humana.
 Galáxia Aglomerado estelar Nebulosa planetária
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Descoberta e Primeiras observações 
de galáxias
Edwin Hubble no Observatório 
Monte Wilson (Califórnia)
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Tipos de galáxias
● Nem todas as galáxias são semelhantes. Na verdade podemos 
classificar as galáxias de acordo com sua aparência (morfologia ) e outras 
propriedades.
● Há vários sistemas de classificação de galáxias. O mais conhecido foi 
desenvolvido na década de 1920 por E. Hubble.
● Neste sistema há três tipos principais de galáxias: elípticas, espirais e 
irregulares. Além destes há um outro chamado de “lenticular”, sendo 
“intermediário” entre elípticas e espirais.
● As espirais possuem dois ou mais “braços espirais” a partir do centro. 
Vistas de lado elas tem a aparência de um disco.
● Elípticas não tem estrutura espiral, tendo uma aparência mais suave.
● As irregulares não possuem nem braços espirais, nem uma estrutura 
suave, não tendo uma forma bem definida.
● Galáxias lenticulares tem uma forma de disco (como espirais), mas não 
possuem braços.
● Entre as espirais há também as chamadas espirais com barra, nas quais 
os braços espirais partem de uma espécie de barra na região central (ao 
invés de um núcleo).
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Tipos de galáxias
(Elípticas)
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Tipos de galáxias
(Espirais)
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Tipos de galáxias (S0 e espirais)
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Tipos de galáxias (Espirais barradas e 
irregulares)
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Tipos de galáxias
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Tipos de galáxias (AEGIS)
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Tipos de galáxias (SPITZER)
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The Hubble tuning fork diagram
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The Hubble tuning fork diagram
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Problemas com o esquema de Hubble
● Desconsidera galáxias amorfas ou que seguem morfologia pouco 
frequente no Universo.
• Baseia-se na luz visível das galáxias. Boa parte dos novos 
levantamentos de galáxias usam outras faixas do espectro 
eletromagnético.
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Galáxias Anãs
● Elípticas anãs (dE): pobres em gás, população estelar velha; muitas 
possuem núcleos bem marcados (dE,N).
• Esferoidais anãs (dSph): pobres em gás, sistemas difusos; baixa 
luminosidade (menos do que as dE). 
• Irregulares anãs (dIrr): ricas em gás; apresentam formação estelar 
ativa, mas baixo brilho superficial.
Antlia Sag DIrr
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Galáxias de Surto (Starburst)
● Galáxias de surto (starburst) são aquelas em que a formação estelar 
ocorre em larga escala, em intensidade ordens de grandeza maior do 
que em galáxias normais.
• O surto de formação estelar tende a ser produzido por perturbações 
com galáxias próximas.
NGC 2403
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Galáxias Anulares
● Peculiares que apresentam estrutura sob a forma de anel, na qual 
se observam estrelas azuis de alta massa. Sua formação é ainda 
desconhecida. Crê-se que tenham adquirido essa aparência em 
fusões com outras galáxias.
Objeto de Hoag AM 0644-741 
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Propriedades de galáxias
● Além da aparência os tipos de galáxias diferem em determinadas 
características.
● Galáxias elípticas, em geral, são mais vermelhas, possuem pouco ou 
quase nenhum gás, tem uma população de estrelas mais velha, e 
formam poucas estrelas.
● Espirais e irregulares são mais azuis, tem grande quantidade de 
gás, possuem estrelas jovens e velhas, e alta taxa de formação 
estelar.
● O que causa os diferentes tipos de galáxias? Tópico bastante 
estudado...
● Uma hipótese é que a maioria das galáxias nasceria com uma forma 
de disco, com quase nenhum bojo (região predominante no centro).Colisões e fusões entre estas galáxias criariam as galáxias elípticas.
● Desta forma espera-se que colisões e fusões de galáxias sejam 
comuns na evolução do Universo.
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Relação Morfologia-Densidade
● Os diferentes tipos de galáxias variam com o ambiente, 
representado pela densidade local ou distância ao aglomerado mais 
próximo.
● Nas regiões mais densas do Universo temos galáxias early-type (E e 
S0), enquanto nas regiões de menor densidade temos galáxias late-
type (espirais e irregulares; mais azuis).
Figura de Goto et al. 2003.
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Relação Morfologia-Densidade
● A relação morfologia-densidade também pode ser expressa em 
função da cor (mais fácil de medir que morfologia); e pode ser 
apresentada como uma relação combinada entre densidade e 
luminosidade.
Figura de Baldry et al. 2004.
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Galáxias Ativas
● Galáxias ativas são objetos cujos 
núcleos (centros) apresentam uma 
emissão de energia extraordinária 
vinda de uma região muito pequena.
● Estas galáxias são agrupadas sob o 
nome de AGN (active galactic nuclei) 
e também possuem forte emissão em 
outras faixas do espectro 
eletromagnético (como em rádio e 
raios-X).
● Os tipos mais comuns de AGNs são 
galáxias rádio, galáxias Seyfert e 
quasares. Outros tipos são Blazares, 
LINERs, etc.
● A luminosidade de quasares pode 
alcançar 1000 vezes a luminosidade 
de galáxias normais (como a Via 
Láctea). Em imagens ópticas eles 
tem uma aparência puntiforme, como 
de uma estrela.
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Galáxias Ativas
 A fonte central é muito mais brilhante que o resto da galáxia, 
de forma que estes objetos parecem puntiformes em imagens 
ópticas;
 A radiação origina-se de uma região muito pequena. Conclui-
se que galáxias ativas possuem um super buraco negro central 
(SMBH, em inglês) como fonte de energia;
 A radiação é produzida por matéria caindo em direção ao 
buraco negro (processo de acreção). Energia potencial 
gravitacional é convertida em energia cinética.
 Por fricção esta pode ser transformada em energia interna 
(calor), sendo então irradiada.
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Galáxias Ativas
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Galáxias Ativas
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Modelo Unificado de AGNs
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Modelo Unificado de AGNs
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Projeto Galaxy Zoo
● Permite a classificação morfológica de galáxias pelo público em 
geral.
● A classificação feita (mesmo por amadores) tem boa correlação 
com métodos automáticos, sendo usada para investigações 
científicas.
http://www.galaxyzoo.org/
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