Astronomia Extragaláctica

 

Objetivos: Fornecer um panorama geral sobre os diferentes tipos de galáxias, sua formação, evolução e interações. Partindo de conceitos sobre nossa própria Galáxia identificar as diferentes categorias de galáxias, considerando suas características descritivas, morfológicas, dinâmicas e químicas. Explorar os diferentes conceitos, fenômenos e observações para descrever a estrutura e evolução de galáxias isoladas ou em interação em seus contextos locais e cosmológicos.

 

Ementa: Considerações históricas. Classificações de galáxias. Componentes fotométricos. Gás e poeira em galáxias. Populações estelares. Dinâmica de galáxias. Formação estelar. Galáxias starburst. AGNs e Quasares. Aglomerados de galáxias. Efeitos ambientais em galáxias. Meio intergaláctico. Lei de Hubble. Matéria escura e energia escura. Formação e evolução de galáxias e aglomerados de galáxias. Radiação cósmica de fundo.

 

Conteúdo Programático:

 

1.    História da astronomia extragaláctica

2.    Catálogos, atlas, websites, ferramentas observacionais

3.    Classificação das galáxias

4.    Propriedades das galáxias na sequência de Hubble

5.    Luminosidades das galáxias

6.    Galáxias elípticas

7.    Galáxias espirais e irregulares

8.    Estrutura espiral

9.    Cores e espectros

10.   Formação estelar

11.   Núcleos ativos de galáxias

12.   Determinação de distâncias

13.   A distribuição de galáxias

14.   Aglomerados de galáxias

15.   Interações de galáxias

16.   Lentes gravitacionais

17.   Matéria e energia escura

 

 

Material

 

Livros e Apostilas:

1. Bradley & Ostlie: An Introduction to Modern Astrophysics (2nd Edition), Editora Person.

2. Lima Neto, G. Astronomia Extragaláctica e Cosmologia. http://www.astro.iag.usp.br/~gastao/Extragal.html

3. Madore, Barry F. A Knowledgebase for Extragalactic Astronomy and Cosmol.; http://ned.ipac.caltech.edu/level5/.

4. Karttunen, H., Kroger, P., Oja, H., Poutanen, M., Donner, K. J. Fundamental Astronomy. Springer Berlin Heidelberg New York

5. Lépine, J. R. D. A Via Láctea, Nossa Ilha no Universo. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2008.

6. Oliveira Filho, K. S. E Saraiva, M. F. O. Astronomia & Astrofísica. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2004.

7. Sparke & J Gallagher, “Galaxies in the UniverseAn Introduction”. http://www.if.ufrgs.br/oei/santiago/fis02013/Galaxies-in-the-Universe.pdf

8. R. J. Taylor, “Galaxies: Structure and Evolution”. Cambridge University Press; 2 edition. 1994.

9. J. Binney & M. Merrifield, “Galactic Astronomy”. Princeton University Press, 1998.

10. Roberts & Haynes, “Physical parameters along the Hubble Sequence”, ARA&A, 32, 115, 1994.

11. Sodré Jr. L. Astrofísica Extragaláctica. http://www.astro.iag.usp.br/~laerte/eg09.html

12. Souza. R. E. Astrofísica Galáctica e Extragaláctica. http://www.astro.iag.usp.br/~ronaldo/extragal/notas.html

 

Aula 01 - Apresentação do Curso. Conceitos astronômicos importantes.

  Plano de Ensino 

 Aula01-AstronomiaExtragalactica2016B.pdf   

Aula 02 - Revisão de conceitos da Astronomia Galáctica. Coordenadas Galácticas. Histórias e Personagens.

Aula 03 - O Grande Debate. Contagens de Estrelas. Procedimentos primários para medidas de distâncias em escalas galácticas e extragalácticas.

Aula 04 - Diagrama de Hubble. Propriedades gerais de galáxias elípticas e espirais.

Aula 05 - Morfologia, fotometria, cores, brilho superficial, total e luminosidade. Frequências dos tipos morfológicos. Propriedades integradas na sequência de Hubble. Viés de Malmquist.

Aula 06 - Perfis radiais e azimutais de brilho.Decomposição de componentes. Simulando galáxias com o método Monte-Carlo. Bimodalidade de galáxias. Catálogos: observações e ferramentas digitais.

Aula 07 - Galáxias Elípticas: Elementos geométricos. Razão axial e morfologia.

Aula 08 - Galáxias Espirais: Barra, bojo, disco, halo. Razão Bojo-Disco. Elementos geométricos: inclinação, ângulo de posição e pitch-angle. Tipos de galáxias espirais. Classificação dos braços espirais. Razão axial intrínseca. Extinção e inclinação.

Aula 09 - Revisão para prova e Exercícios

 

Aula 10 - Primeira Avaliação

          BaremaProva01_2016B_T01_Divulgacao.xlsm

 

Aula 11 -  Correção da Prova. Inclinações intrínsecas. Simulações numéricas e Testes de Aderência .

 

Aula 12 - Testes de Kolmogorov-Smirnov Aplicado à. Espectros e Imageamentos de Galáxias em Diferentes Comprimentos de Onda. Observações em Rádio. A Linha de Hidrogênio Neutro (21 cm).

 

Aula 13 - Mapas de momento. Densidade de Gás, Campo de Velocidade e Dispersão de Velocidades. Medida da Massa de Gás de uma Galáxia. Perfil de Luminosidade e Massa Estelar. Curva de Rotação e Massa Total de uma Galáxia Discoidal. Relação de Tully-Fisher e Distâncias.

 

Aula 14 - Dispersão de Velocidades. Teorema do Virial Simplificado. Massa de Galáxias Elípticas. Relação de Faber-Jackson e Distância. Parâmetro de rotação.  Relação de Kormendy. Plano fundamental. Relação D-sigma.

 

Aula 15 -  Teorema do Virial. Virialização e "relaxação".  Parâmetro de rotação.  Relação de Kormendy. Plano fundamental. Relação D-sigma. Desvios da Eliptciidade. Simulações e Colisões Galácticas.

 

Aula 16 - A estrutura espiral: problema do enrolamento. Ondas de densidade e formação estocástica. Teoria de Kanaljs. Freqüência epicíclica. Ressonâncias. Bojo e barra. Relação entre as Massas Galácticas e a Relação de Tully-Fisher e Faber-Jackson. Tipos Morfológicos vs. curvas de rotação.

 

Aula 17 -  Interpretação das curvas de rotação: matéria escura, MOND, Warps.  Informações espectrais da Temperatura, Densidade e Metalicidade em Galáxias. Correção da Extinção Galáctica Intrínseca. Métodos para determinação de abundâncias químicas.

 Aula17-AstronomiaExtragalactica2016B.pdf 

 

 Aula 18 - Evolução química das galáxias. Taxa de formação estelar. Função de massa inicial. Modelos de evolução química de galáxias (Closed Box). Relação cor-metalicidade e metalicidade-luminosidade. Papel das supernovas no enriquecimento químico das galáxias. Gradientes radiais de abundâncias químicas e vínculos observacionais.

 

Aula 19 - Distâncias em escala extragaláctica. Lei de Hubble. Frequência de aglomerados globulares por tipo morfológico. Função de luminosidade de nebulosas planetárias. .

 

Aula 20 - Segunda Avaliação.

Aula 21 - Distâncias em escala extragaláctica. Lei de Hubble. Frequência de aglomerados globulares por tipo morfológico. Função de luminosidade de nebulosas planetárias.

Aula 22 - Grupo local. Grupos e aglomerados de galáxias. Distribuição de galáxias no Universo local. Classificação de aglomerados. Segregação morfológica. 

Aula 23 - Interação entre galáxias. Medida da massa de aglomerados de galáxias por métodos dinâmicos.

Aula 24 - Função de Luminosidade. Meio intergaláctico e diferentes formas de observação. Medida da massa de aglomerados de galáxias por métodos dinâmicos e em raio X.

Aula 25 - Buracos negros supermassivos: componentes associados, relações com as dispersões de velocidade e tamanho dos bojos.

Aula 26 - Núcleos Ativos de Galáxias (AGNs): relações morfológicas e espectros. Diagrama BPT para diagnóstico de AGNs.

Aula 27 - Modelo unificado de AGNs. Jatos superluminais. Distribuição de quasars e estrutura do Universo em grande escala.

Aula 28 - Lentes gravitacionais. Matéria escura. Cooling flow. Componentes de massa. Radiação Cósmica de Fundo. Modelo de formação de Galáxias: Modelo de ELS. Formação monolítica ou hierárquica. Resultados de simulações numéricas. Superaglomerados.

 

 

 

SOFTWARES

 

 Para PCs:

 

*   SciDavis

: Software gratuito inspirado no programa Origin e cuja principal finalidade é a geração de gráficos profissionais e fornecer ferramentas de análise básicas por meio de uma interface gráfica e interativa que trabalha com tabelas de dados.

 

*   Tracker: Programa gratuito que permite a medição digital de experimentos físicos filmados com a conversão dos resultados em escala real a partir de diversas ferramentas de calibração.

 

*   Maxima: Software gratuito utilizado para cálculos numéricos, algébricos e plotagem de gráficos, equivalente ao software pago Maple.

 

*   DS9: Software gratuito para visualização de imagens e dados astronômicos.

 

*   Aladin: É um software gratuito e interativo que permit vizualizar dados astronômicos digitalizados, sobrepor catálogos de bases de dados além de possuir funcionalidades para operação com imagens e procedimentos para calibração.

 

*   Celestia: Simulador tridimensional dos objetos astronômicos no Universo próximo. Diversos recursos adicionais a esse software podem ser encontrados em http://www.celestiamotherlode.net/.

 

*   Stellarium: Planetário de código aberto que pode ser instalado no computador, tablet ou smartphones. É gratuito e também possui recursos adicionais embora o foco principal seja o céu como observado por um observador na superfície de algum astro. Recursos adicionais, scripts e texturas podem ser econtrados na mesma página.

 

*   Castrator: Software para fazer recorte em filmes de um objeto captado por uma câmera que se move no campo por problemas de alinhamento e guiagem.

 

*   Autostakkert: Software utilizado para alinha e combinar imagens utilizando a técnica de drizzling, ou "Variable Pixel Linear Reconstruciton", desenvolvida para o telescópio espacial Hubble para obter imagens com super resolução.

 

*   RegiStax: Software para alinhamento, combinação e processamento de imagens.

  Para Tablets e Smartphones:

 

 

*   Google Sky Map: Software para android que simulam o céu tela do seu dispositivo, e que combinado com o GPS e os acelerômetros do aparelho permite visualizar o campo do céu para onde a câmera do aparelho é apontada.

 

*   Status do GPS: Software para android utilizado para gerenciar as informações do GPS, como coordenadas e altitude além de agregar informações de outros dispositivos do celular, como bússola, gravitrômetro, bateria, luminância da tela, etc.

 

*   Spectrum Analyzer: Analisador espectral de áudio.

 

*   Telescope Calc: Recurso para fazer cálculos úteis para telescópios.

 

 *   Lux Meter Level: Medidor de nível luminoso em lux.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sergio Scarano Jr - Departamento de Fisica da Universidade Federal de Sergipe

Rod. Marechal Rondon s/n - Jardim Rosa Elze, São Cristovão - Sergipe, Brazil

Tel: (55) 79-2105 6807. E-mail: scaranojr@ufs.br