AS 42A: Astrof ísica de Galaxias Clase #10

1. AS 42A: Astrofísica de GalaxiasClase #10 Profesor: José Maza Sancho 16 Abril 2007

2. Galaxias Activas • Galaxias elípticas, espirales e irregulares forman una gran familia. • Ellas contienen materia oscura, estrellas, gas y polvo. • Adicionalmente algunas galaxias, incluso de aspecto normal presenta una inusual “actividad” que las ha llevado a ser llamadas: • Galaxias Activas • Se presentan distintas formas de actividad

3. La actividad puede afectar a la galaxia entera y en ese caso se trata normalmente de una tasa de formación estelar distinta de la usual para su tipo morfológico. • En muchas ocasiones la actividad se reduce a la zona nuclear en cuyo caso se llama núcleo galáctico activo (active galactic nucleus) o AGN. • Entre las galaxias activas están las galaxias Haro y las galaxias Markarian.

4. Entre las galaxias con núcleos activos están los LINERS, las galaxias Seyferts, los BL Lacs y los cuasares. • Un pequeño porcentaje de las galaxias tienen un AGN. • Eso significa que o todas las galaxias son activas por un pequeño porcentaje de su vida, • O un pequeño porcentaje de las galaxias son activas toda su vida. • O un cierto porcentaje de galaxias son activas durante un cierto porcentaje de su vida.

5. Para reconocer la actividad nuclear es básico registrar el espectro de las galaxias. • Para ello veamos algunas propiedades de los espectros estelares. • Una galaxias está constituida por materia oscura, estrellas, gas y polvo. • La materia oscura no afecta el espectro de la galaxias por lo cual podemos dejar de considerarla, para estos efectos. • Las estrellas emiten un espectro continuo al que se superponen líneas de absorción.

6. Espectro de una estrella F5

7. Además de estrellas una galaxia tiene gas. • Parte de ese gas está ionizado. • El espectro óptico de una zona de formación estelar, región HII es:

9. En general podemos decir que: • La líneas de absorción son producto de las estrellas y • Las líneas de emisión son producidas por el gas interestelar caliente. • Una galaxia puede entonces contener una mezcla de líneas de absorción y emisión, como las mostradas.

10. Las líneas de emisión pueden presentar ensanchamiento debido a procesos termales o cinemáticos.

12. El espectro de una galaxia normal está dominado por los espectros estelares (sólo con líneas de absorción) pero puede contener también alguna línea de emisión originada en una nube gaseosa.

14. Si una galaxia tiene más regiones HII que lo normal para su tipo morfológico podría verse así:

15. Galaxia con un brote de formación estelar

16. Cuando las galaxias irregulares pasan por un estado de alta formación estelar pueden presentar un espectro dominado por líneas de emisión. • Esta galaxias se han dado en llamar Galaxias HII. • Son una forma común de actividad. Son galaxias que poseen una distinta historia de formación estelar. • Entre ellas destacan las galaxias Haro, Markarian y muchas galaxias compactas de Zwicky.

17. Espectro de una galaxia con núcleo activo

18. El espectro de un AGN puede tener líneas de emisión anchas, de líneas permitidas y además líneas prohibidas. • Las líneas del OIII (5007Å y 4959 Å) y de OII (3727 Å) NII (6548Å y 6583 Å), etc. son de las líneas prohibidas más frecuentes.

19. Se llama en astronomía líneas prohibidas aquellas que resultan de transiciones electrónicas en un átomo que tienen muy baja probabilidad de ocurrencia. • La vida media típica de un electrón en un estado excitado es ~10-8 segundos. • La vida media típica de un electrón en un estado excitado que va a producir una línea prohibida es ~1 segundo. • En el laboratorio el átomo experimenta una excitación colisional mucho antes que pueda decaer.

20. Cuando la densidad es < 106 e-/cm3 se empiezan a producir las líneas prohibidas. • Las líneas prohibidas en un gas muy enrarecido son de excitación colisional y por ello llegan a ser las líneas más intensas del gas a 10.000 a 20.000 K.