Elliptische Galaxien. Max Camenzind Akademie HD Oktober 2015

Transkript

1 Elliptische Galaxien Max Camenzind Akademie HD Oktober 2015

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3 Messier 96 / WFC3 HST / Staub & HII

4 Ellipsen im Virgo-Haufen

5 Messier 87 Jungfrau Zentralgalaxie im Virgohaufen Radialgeschw 1266 km/s Entfernung: 54 Mio. LJ M B = -23 mag

6 Messier 87 CFHT

7 Messier 87 HST

8 Messier 86 & 84

9 IC 2006 / HST / Radialgeschw.: 1382 km/s

10 NGC 3923 / HST

11 Riesen-Ellipse ESO 325-G004

12 Riesen-Ellipse dominiert Galaxienhaufen

13 Elliptische Galaxien - Photometrie Elliptische Galaxien unterscheiden sich deutlich von den Spiralgalaxien: Sie haben keine Spiralarme und zeigen eine kreisförmige oder elliptische Form und sind ansonsten strukturlos. Elliptische Galaxien kommen in Riesen- und im Zwergformat vor. Elliptische Riesengalaxien sind wahre Giganten im Kosmos und können bis zu 1 Billion (!) Sterne enthalten und von einigen Tausend Kugelsternhaufen umgeben sein! Elliptische Galaxien werden mit dem Buchstaben E gekennzeichnet, gefolgt von einer Zahl, die den Grad der Abplattung angibt. Eine 0 bedeutet eine kreisrunde Galaxie, und 7 eine extrem abgeplattete Galaxie. Diese Einteilung, die auf den Astronom Edwin Hubble zurückgeht, berücksichtigt aber nur das Aussehen. Heute gibt es eine genauere Einteilung elliptischer Galaxien, die auch den Typ mit berücksichtigt. Im Gegensatz zu Spiralgalaxien scheinen elliptische Galaxien kaum Gas- und Staubmassen zu enthalten. Sie bestehen überwiegend aus roten und damit alten Sternen. Die Sternentstehung scheint in ihnen fast zum Erliegen gekommen zu sein. Hubble hatte damals vermutet, dass sich aus elliptischen Galaxien einmal Spiralgalaxien entwickeln. Die heutige Theorie geht genau anders herum: durch Merging von Spiralgalaxien entstehen elliptische Galaxien (Toomre-Vermutung).

14 Elliptische Galaxien: Helligkeits-Profil

15 Messier 86: SDSS gri Schneller Abfall + Halo

16 12 arcsec = 1 kpc Dist = 16 Mpc

17 Messier 87: 2MASS JKH

18 Messier 87: SDSS gri Schneller Abfall + Halo

19 12 arcsec = 1 kpc Dist = 16 Mpc

20 Elliptische Galaxien: Sersic-Profil Schlechte globale Näherung

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22 Elliptische Galaxien: Cores & Cusps

23 Elliptische Galaxien: Spektrum Kein UV! alte Sterne

24 Elliptische Galaxien rotieren langsam

25 Warum abgeplattet?

26 Typen von Elliptischen Galaxien Normale elliptische Galaxien (E) Sie haben Durchmesser von einigen Hunderttausend Lichtjahren und enthalten einige 100 Milliarden Sterne. Sie haben mittlere bis hohe Helligkeiten. Beispiel: M 86, M 84 im Virgohaufen in der Lokalen Gruppe nicht vertreten. Elliptische Riesengalaxien (cd) Sie sind wahre Giganten im Universum und haben Durchmesser bis zu 3 Millionen Lichtjahren (das ist mehr als der Abstand zwischen dem Milchstraßensystem und der Andromedagalaxie!) und enthalten bis zu 1 Billion Sterne! Meist findet man sie im Zentrum von Galaxienhaufen. Sie sind wahrscheinlich das Ergebnis zahlreicher Verschmelzungen von Galaxien. Beispiel: NGC 4881 im Coma-Haufen. Elliptische Zwerggalaxien (de) Sie haben Durchmesser von bis Lichtjahren. Ihre Helligkeit ist deutlich schwächer als die von normalen elliptischen Galaxien. Beispiel: M 32, Begleiter der Andromedagalaxie M 31. Kugelförmige Zwerggalaxien (dsph) Sehr schwache kleine Galaxien mit kugelförmiger Form. Sie sind bis jetzt aufgrund ihrer geringen Helligkeit nur in der Umgebung des Milchstraßensystems beobachtet worden. Beispiel: M 110, ein weiterer Begleiter der Andromedagalaxie M 31.

27 Elliptische cd Riesen-Galaxie Hercules-Haufen

28 Messier 32 Typ de Begleiter von M 31

29 Messier 110 Typ dsph

30 Elliptische Galaxien Radiogalaxien In den letzten Jahren haben wir durch verbesserte Beobachtungstechniken wie adaptive Optiken und Weltraumteleskope (Hubble) viel über elliptische Galaxien dazugelernt. So zeigen auch elliptische Galaxien durchaus Strukturen z. B. bei Helligkeitsanalysen. Im Innern zeigen viele elliptische Galaxien Scheiben oder Kerne, die oft eine andere Rotation haben, wie die übrigen Sterne der Galaxie. Die Existenz solcher Scheiben oder Kerne deutet darauf hin, daß große elliptische Galaxien durch die Verschmelzung mehrerer Galaxien entstanden sind. Durch weitere Kollisionen können daraus dann die schon erwähnten elliptischen Riesengalaxien vom Typ cd werden. Sind zumindest die großen elliptischen Galaxien ursprünglich aus der Kollision von Spiralgalaxien entstanden? Auch die Aussage, elliptische Galaxien enthalten kein Gas, ist heute bereits Geschichte. Richtig ist, dass in ihrem Innern kaum Gas vorhanden ist. Untersuchungen mit Röntgensatelliten haben aber gezeigt, dass elliptische Galaxien von ausgedehnten Wolken sehr heißen Gases umgeben sind. Die Auswertung dieser Daten dauert allerdings noch an. Die Erforschung der elliptischen Galaxien ist noch in vollem Gange! Elliptische Galaxien zeigen häufig zentrale Aktivität Radio-Galaxien wie M 87, Cen A, Cygnus A, Hercules A, Perseus A etc.

31 Staubscheibe in Elliptischen Galaxien

32 Punktquelle Core der Ellipse Halo der Ellipse

33 Cygnus A Radio (VLA) & Röntgen (CXO)

34 Strukturen einer Radiogalaxie Cyg A

35 Radiogalaxien und Quasare Schwarze Löcher erzeugen Jets

36 Jets erzeugen Blasen im Intergalaktischen Medium

37 Radiogalaxie Perseus A Röntgen CXO

38 Radiogalaxie Hercules A - VLA

39 Hercules A mit Radiostrahlung VLA Entfernung: 645 Mpc Muttergalaxie: Riesen-Ellipse E3

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41 Hercules A mit Röntgenstrahlung (CXO)

42 Radiogalaxie Centaurus A optisch Ellipse

43 Radiogalaxie Centaurus A - optisch

44 Cen A optisch HST

45 Radiogalaxie Centaurus A optisch - Radio