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Con questa attività pratica, gli studenti costruiscono un modello della Via Lattea, imparando com'è la nostra Galassia, dove ci troviamo al suo interno, gli oggetti che ospita e le distanze tra loro. Impareranno anche a conoscere le galassie, come si è formato l'Universo e come si evolve.
Materiali
Per studente (o gruppo di studenti):
Come classe:
Obiettivi
L'attività mira a presentare l'astronomia agli studenti, la nostra posizione nella Via Lattea e quanto piccola è la Terra rispetto all'Universo.
Obiettivi di apprendimento
Al termine dell'attività gli studenti saranno in grado di:
Contesto
La via Lattea :
La nostra galassia è composta da circa 200 miliardi di stelle, di cui il Sole è un tipico esempio. La Via Lattea è una galassia a spirale abbastanza grande e ha tre componenti principali: un disco, nel quale risiede il sistema solare, un rigonfiamento centrale nel nucleo e un alone onnicomprensivo.
Il disco della Via Lattea ha quattro bracci a spirale e ha uno spessore di circa 300 parsec (1 parsec è di circa 3,26 anni luce) e 30.000 parsec di diametro. Confronta questo con le quattro ore che impiega la luce per viaggiare dal Sole a Nettuno! La nostra galassia è composta prevalentemente da stelle della Popolazione I, che tendono ad essere blu e sono ragionevolmente giovani, con un'età compresa tra un milione e dieci miliardi di anni.
Anno luce :
L'anno luce è l'unità di misura utilizzata dagli astronomi per misurare le distanze astronomiche ed equivale alla distanza percorsa dalla luce in un anno, ovvero circa 9,46 trilioni di chilometri.
Il rigonfiamento centrale della galassia è un ellisse schiacciata di 1000x6000 parsec. È una regione ad alta densità dove predominano le stelle della Popolazione 2: stelle che tendono a essere rosse e sono molto vecchie, con un'età di circa 10 miliardi di anni. Ci sono crescenti prove della presenza di un buco nero estremamente massiccio al suo centro.
Buchi neri :
I buchi neri sono i mostri dello spazio! Qualsiasi cosa si avvicini troppo a un buco nero viene attirata da esso con una forza così potente che non ha alcuna possibilità di fuga. Anche la luce - la cosa più veloce nell'universo - è condannata se si avvicina a uno di questi mostri. Questo è il motivo per cui i buchi neri sono neri. Tuttavia, non sono veramente buchi e non sono vuoti. I buchi neri sono in realtà pieni di materia che è stipata in una regione estremamente piccola.
L'alone, una regione sferica sparsa, circonda il disco. Ha una bassa densità di stelle vecchie principalmente in ammassi globulari (compresi tra 10.000 e 1.000.000 di stelle). Si ritiene che l'alone sia composto per lo più di materia oscura, che può estendersi ben oltre il bordo del disco.
Materia oscura :
Secondo gli scienziati, circa l'80% della massa dell'universo è costituita da materia che non si può osservare direttamente. Questa materia, nota come materia oscura, non emette luce o energia.
Classificazione delle galassie :
Esistono due categorie principali di galassie, la spirale e l'ellittica, e altre due lenticolari e irregolari.
La nostra galassia appartiene alla categoria spirale. Le galassie a spirale si dividono in diverse classi a seconda della loro forma e della dimensione relativa del rigonfiamento: le spirali ordinarie sono etichettate come Sa, b, c, d, m mentre quelle che hanno sviluppato una barra nella regione interna delle braccia a spirale sono etichettate SBa, b, c, d, m. Le galassie a spirale sono caratterizzate dalla presenza di gas nel disco, il che implica che la formazione stellare è attiva al momento attuale, quindi la popolazione di stelle è più giovane. Le spirali si trovano di solito in un campo galattico a bassa densità dove la loro forma delicata può evitare la deformazione da parte delle forze di marea delle galassie vicine.
Forze di marea :
Queste forze sono un effetto secondario delle forze gravitazionali tra due oggetti che si avvicinano l'un l'altro, come la Terra e la Luna. Le forze di marea sono responsabili della fluttuazione delle maree e della rotazione sincrona di certe lune mentre orbitano attorno ai loro pianeti.
Le galassie ellittiche sono collocate nelle categorie E0-7 a seconda del loro grado di ellitticità, con E0 che è meno ellittico. Hanno una luminosità uniforme e sono simili al rigonfiamento di una galassia a spirale, ma senza disco. Le stelle sono vecchie e non c'è gas presente. Le ellittiche si trovano solitamente in un campo ad alta densità, al centro dei cluster .
Le galassie lenticolari sono etichettate come S0 e, sebbene posseggano sia un rigonfiamento che un disco, non hanno bracci a spirale. C'è poco o niente gas e quindi tutte le stelle sono vecchie. Sembrano essere una classe intermedia.
Le irregolari sono piccole galassie, etichettate Irr, senza rigonfiamenti e una forma mal definita.
Descrizione completa
Suggerimento . È possibile vedere la Via Lattea ad occhio nudo. La si può osservare meglio a gennaio quando c'è la lune nuova. Incoraggia gli studenti a osservarla, se possibile.
Per l'attività Sempre più lontano dovrai cercare il film Powers of Ten su Internet. Guardalo e presta attenzione così da capire quando discutere ognuna delle domande. Preparati a mostrare il film alla classe.
Leggi l'e-mail nell'Attività 1 del foglio di lavoro con gli studenti. Essi dovranno trovare le risposte alle seguenti domande dei ricercatori:
Guarda il film Powers of Ten con gli studenti per trovare le risposte alle domande dei ricercatori. Questo film mostra un viaggio da un picnic in un prato erboso in America fino a una posizione oltre la Via Lattea. A metà del film il viaggio ritorna al prato e nella mano di uno dei picnickers . Si consiglia di riprodurre il film fino a quando il viaggio ritorna al campo da picnic in modo che gli studenti abbiano una buona impressione dell'immensa dimensione dell'universo e di quanto minuscola la Terra sia in confronto.
Inizia guardando l'intero film con gli studenti e mano a mano spiega loro cosa stanno vedendo. Riguarda il film, ma questa volta sospendi se necessario, per dare agli studenti l'opportunità di rispondere alle domande. Dopo aver visto il film per la seconda volta, gli studenti saranno in grado di rispondere alle domande da a a e. Una volta completata l'attività Crea una Via Lattea , gli studenti saranno in grado di rispondere alla domanda finale.
Gli studenti indagano su come appare la Via Lattea e la sua posizione nell'universo rispetto al nostro Sistema Solare.
Ora gli studenti hanno un'idea di come sia la Via Lattea e potranno farne un modello. Gli studenti completano l'attività 2 sul foglio di lavoro.
Gli studenti leggono le istruzioni nell'attività 3 e scrivono tutte le risposte alle domande nell'e-mail nel compito 1. Se necessario, guarda il film Powers of Ten ancora una volta. Discutere le risposte nell'e-mail.
Buono a sapersi: la luce del Sole impiega 8 minuti per raggiungere la Terra. Ci vuole molto più tempo perché la luce delle altre stelle raggiunga la Terra. Quindi, quando guardiamo all'universo, stiamo davvero guardando al passato. Si stima che la massa dell'universo sia 100 miliardi di volte maggiore della massa del Sole.
Chiedi agli studenti se sanno da dove viene il nome Via Lattea.
La mitologia egizia descrive la Via Lattea come formata dal latte di una mucca celeste. I quattro piedi della mucca erano sostenuti dai quattro angoli della Terra. La mitologia greca racconta la storia che Era, la moglie di Zeus, aveva ricevuto il bambino Eracle da allattare. Quando si rese conto che non era suo figlio, lo spinse via. Il latte versato divenne la Via Lattea.
È importante che gli studenti si rendano conto che molto tempo fa le persone non avevano idea di cosa fosse veramente la Via Lattea.
Valutazione
Un modo per valutare la conoscenza dei ragazzi è chiedere loro di confrontare la Via Lattea con le immagini di altre galassie (classificazione).
Gli studenti possono anche essere invitati a pensare a come si muove la Via Lattea e ad immaginare come possiamo conoscerne le dimensioni.
Possono anche essere utili metodi più consueti come ad esempio abbinare i termini con il loro significato o riempire gli spazi vuoti di un testo con le parole appropriate.
Informazioni aggiuntive
What Part Of The Milky Way Can We See?
https://www.youtube.com/watch?v=pdFWbEwsOmA
