Conferencia o

1. EVOLUCION Y MUERTE DE ESTRELLAS: SUPERNOVAS Y EL UNIVERSO OBSERVADO Mercedes Moll á Div. Astrofísica de Partículas CIEMAT Almería, Enero 2012

3. Almería, Enero 2012 ¿ Cómo se forman los elementos? Sistema periódico de los elementos ¿ En qué consiste la materia ? ¿De qué está formada? ¿Cuales son sus componentes? Física de las partículas elementales ¿ Cómo se forman las moléculas

4. F ísica Nuclear y Nucleosíntesis Almería, Enero 2012 Atomo: n úcleo rodeado de electrones, carga eléctrica negativa Núcleo atómico: neutrones y protones, carga eléctrica positiva Dos núcleos, con cargas positivas, se repelen como dos polos iguales de un imán Necesitan superar una cierta distancia…cuando estan muy cerca le interacción nuclear o fuerza fuerte puede a la interacción electromagnética La fusión nuclear o fusión de dos núcleos atómicos produce un nuevo núcleo atómico (corresponde a otro elemento químico)

5. Los elementos químicos se forman por tres procesos Almería, Enero 2012 Todos ellos producen los elementos químicos y sus isótopos tal y como los conocemos en la Tierra. Deben ser iguales en cualquier lugar del Universo. Solo sus proporciones varían respecto a las que conocemos en la vecindad del Sol. En los centros de las estrellas comienzan los procesos de fusión nuclear, nucleosíntesis estelar

6. Almería, Enero 2012

13. Nucleosíntesis del Big-Bang Almería, Enero 2012

19. Almería, Enero 2012

20. Galaxia del sombrero Almería, Enero 2012

21. Almería, Enero 2012 NGC 4622 Distancia: 111 millones de años-luz

22. Almería, Enero 2012 Tamaño: 160.000 años-luz Distancia: 69 millones de años-luz NGC 1300

23. Almería, Enero 2012 Tamaño: 120.000 años luz Distancia: 600 millones de años-luz

24. Almería, Enero 2012 NGC 4314 Estrellas que están naciendo

25. Almería, Enero 2012 M91

26. Almería, Enero 2012 Hay 40 galaxias en el grupo local 37 son enanas: dE´s alrededor de M31 dSph´s alrededor de MWG y M31 dIrr´s las más alejadas del centro

27. Almería, Enero 2012 Cada galaxia est á en un halo de materia oscura Dentro del halo est á el disco que es la parte brillante

28. Almería, Enero 2012 Estamos aquí Bulbo Barra Disco Brazos Existen galaxias espirales con un bulbo prominente y otras con menos bulbo o ninguno

30. Almería, Enero 2012 Se forman estrellas dentro de cada galaxia La distribución de estrellas en un intervalo de masas es lo que se llama función inicial de masas Hay muchas estrellas pequeñas y pocas estrellas muy masivas Regi ó n de formación estelar Formación estelar en galaxias

31. Almería, Enero 2012 La posici ón de las estrellas en este diagrama depende de su masa y de su edad Las masivas van arriba, las de menos masa en la parte de abajo en la secuencia principal A medida que envejecen se van saliendo de esta línea hacia arriba y a la derecha Cuando se les acaba el combustible acaban como enanas blancas o estrellas de neutrones

34. Almería, Enero 2012 La posici ón de las estrellas en este diagrama depende de su masa y de su edad Las masivas van arriba, las de menos masa en la parte de abajo en la secuencia principal A medida que envejecen se van saliendo de esta línea hacia arriba y a la derecha Cuando se les acaba el combustible acaban como enanas blancas o estrellas de neutrones

35. Almería, Enero 2012

36. Almería, Enero 2012 Dos tipos de procesos principales: Ciclo pp, que produce He4, Ciclo CNO que crea C, O y N a partir del He4 Cada ciclo necesita un temperatura mínima: masa mínima

37. Almería, Enero 2012 Chemical elements are produced in stars by several processes (Burbidge, Burbidge, Fowler, Hoyle 1957): 1) Burnig of H following the p-p chain (Bethe) 2) Burning of 4 He producing 12 C,and then 16 O. 3 ) Process  Capture of particle  extends the nucleosynthesis beyong 16 O: 20 Ne, 24 Mg, 28 Si, 32 S, 36 Ar, 40 Ca. 4) Process e. For T >5.10 9 K the elements of the Fe group are created by SN explosions. 5) Process s. Slow processes of n capture: 13 C, ( a ,n) 16 O y 22 Ne( a ,n) 25 Mg,the time scale is slow compared with the half-lifetime of the  desintegration. This way it is possible to arrive to Bi and by desintegration a to return to Pb and Tl 6) Process r. Rapide capture of n producing the neutron-rich elemen: it explains the magic numbers of n between 50 and 82. 7) Process p . Reactions of p capture (p, g ) at T high enough to superar the Coulomb barrier, or by reactions ( g ,n) in SN explosions. 8) Process x. D, Li, Be or B are burning in the stellar interiors by p capture and it is difficult to create them, except for 7 Li. For that this was the name given to this misterious process able to create these elements. Now we know that the cosmic rays are the responsible of it.

39. Producci ó n de n ú cleos at ómicos en estrellas Almería, Enero 2012 Estrellas pequeñas: m < 4Msun Combusti ón de H Combusti ón de 4He

40. Producci ó n de n úcleos atómicos en estrellas Almería, Enero 2012 Estrellas de masa intermedia 4 Msun< m < 8 Msun Combusti ón 12C Ciclo CNO Producci ó n de N

43. Betelgeuse Almería, Enero 2012

44. Almería, Enero 2012

45. Producci ó n de n úcleos atómicos Almería, Enero 2012 Estrellas masivas: m > 8Msun Producci ón de elementos por procesos alfa

47. Almería, Enero 2012

48. Almería, Enero 2012 Cuando una estrella grande se muere lo hace con una explosión enorme: SUPERNOVA Durante la explosión se produce la nucleosíntesis explosiva inducida por la onda de choque. Se crean elementos más allá del Hierro

49. Almería, Enero 2012

55. Almería, Enero 2012 Se forman estrellas dentro de cada galaxia Las estrellas masivas jóvenes (recien creadas) ionizan el gas de la region en la que estan Por eso las regiones de formación estelar se conocen tambien como regiones HII pues el hidrógeno está ionizado Este gas emite en ciertas longitudes de onda. Las líneas de emisión son más o menos intensas dependiendo de las abundancias de los elementos Regi ó n de formación estelar Formación estelar en galaxias

56. Almería, Enero 2012 NGC 3372 –Nebulosa Eta Carinae es una nebulosa gigante situada en el brazo de Sagitario en nuestra galaxia..

57. Gradientes radiales de abundancia

58. Cardiff, October 2011 T=3 T=4 T=5 T=6 T=8 NGC224 NGC4501 NGC4321 NGC3198 NGC2403 NGC4242 Hay diferentes tipos de galaxias ¿Por que iban a formar elementos del mismo modo?

59. Cardiff, October 2011 Las historias de formación estelar y del enriquecimiento químico son diferentes para las galaxias segun el tipo Las diferencias se deben a la masa de la galaxia y a la eficiencia al formar estrellas

60. Distribuciones espectrales de energía Cardiff, October 2011 SFH y AMR

61. Los puntos negros representan modelos teóricos en el plano N/O vs O/H comparados con datos (puntos azules y verdes) Cardiff, October 2011 Nitrogeno vs Oxigeno

62. Cardiff, October 2011 N/O vs O/H

63. Cardiff, October 2011 Galex data (Mallery et al. 2007) THE RELATION N/O-SFR-SFH

65. El disco gira alrededor de su eje (momento angular) Almería, Enero 2012 Rotaci ón de las galaxias espirales

67. Almería, Enero 2012