Klassikation von Galaxientypen

Transkript

1 Klassikation von Galaxientypen Vortrag Astrid Bingel Physikalisch Astronomische Fakultät 15. Dezember 2008

2 Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines 2 Klassikation - Die Hubble-Sequenz 3 Galaxientypen 4 Ergänzungen 5 Literatur

3 Gliederung 1 Allgemeines 2 Klassikation - Die Hubble-Sequenz 3 Galaxientypen 4 Ergänzungen 5 Literatur

4 Fragen und Vereinbarungen Beobachtung im optischen/nir eektiver Radius R e : Bereich, aus dessen Inneren 50% des Gesamtlichts stammen für nicht kreissymmetrische Galaxien: groÿe Halbachsen statt Radien wenn nur helle und zentrale Teile berücksichtigt: Riesengalaxie: M = M Sonne R = 30kpc Zwerggalaxie:M = 10 7 M Sonne R = 0, 5kpc

5 Gliederung 1 Allgemeines 2 Klassikation - Die Hubble-Sequenz 3 Galaxientypen 4 Ergänzungen 5 Literatur

6 Einschränkungen und Vereinbarungen Klassikation aufgrund unterschiedlichen Aussehens (Morphologie) gewonnenes Bild auf groÿe, helle Galaxien beschränkt Helligkeit der Galaxie zu klein für Radius verschwindet in Hintergrundstrahlung des Himmels Radius der Galaxie zu klein Aussehen wie Stern

7 Einschränkungen und Vereinbarungen Klassikation aufgrund unterschiedlichen Aussehens (Morphologie) gewonnenes Bild auf groÿe, helle Galaxien beschränkt Helligkeit der Galaxie zu klein für Radius verschwindet in Hintergrundstrahlung des Himmels Radius der Galaxie zu klein Aussehen wie Stern

8 Einschränkungen und Vereinbarungen Klassikation aufgrund unterschiedlichen Aussehens (Morphologie) gewonnenes Bild auf groÿe, helle Galaxien beschränkt Helligkeit der Galaxie zu klein für Radius verschwindet in Hintergrundstrahlung des Himmels Radius der Galaxie zu klein Aussehen wie Stern

9 Einschränkungen und Vereinbarungen Klassikation aufgrund unterschiedlichen Aussehens (Morphologie) gewonnenes Bild auf groÿe, helle Galaxien beschränkt Helligkeit der Galaxie zu klein für Radius verschwindet in Hintergrundstrahlung des Himmels Radius der Galaxie zu klein Aussehen wie Stern

10 Einschränkungen und Vereinbarungen Klassikation aufgrund unterschiedlichen Aussehens (Morphologie) gewonnenes Bild auf groÿe, helle Galaxien beschränkt Helligkeit der Galaxie zu klein für Radius verschwindet in Hintergrundstrahlung des Himmels Radius der Galaxie zu klein Aussehen wie Stern

11 Die Hubble-Sequenz Die ursprüngliche Klassikation nach Hubble (1923) 3 Grundtypen: elliptische, linsenförmige, Spiralgalaxien

12 Die Hubble-Sequenz

13 Gliederung 1 Allgemeines 2 Klassikation - Die Hubble-Sequenz 3 Galaxientypen 4 Ergänzungen 5 Literatur

14 Elliptische Galaxien Merkmale ellipsenförmige Sternanhäufungen Unterscheidung nach Form: E n : n = 10(1 b a ) E0: kreisförmig E7: stärkste Elliptizität (a=3b) Dichte nimmt vom Zentrum aus ab keine Anzeichen von ISM, kein Gas Sternenstehungsrate geht gegen 0 Spektrum von alten (roten) Sternen dominiert Farben-Leuchtkraft-Beziehung: hellere Galaxien auch röter (in direktem Zusammenhang mit Metallgehalt)

15 Elliptische Galaxien

16 Elliptische Galaxien Helligkeitsverteilung Sersic-Funktion: I (r) = I 0 e ( r r 0 )1/n Spezialfall elliptisch: n [ 4 Gesetz de Vaucouler: ( ) ] log I (r) 1/4 r I e = 3, 33 r e 1 r e : Halblichtradius; Parameter aus Beobachtungen bestimmt typische Werte: r e = 1 10kpc I e = mag arcsec 2

17 Elliptische Galaxien Helligkeitsverteilung Sersic-Funktion: I (r) = I 0 e ( r r 0 )1/n Spezialfall elliptisch: n [ 4 Gesetz de Vaucouler: ( ) ] log I (r) 1/4 r I e = 3, 33 r e 1 r e : Halblichtradius; Parameter aus Beobachtungen bestimmt typische Werte: r e = 1 10kpc I e = mag arcsec 2

18 Elliptische Galaxien Helligkeitsverteilung Sersic-Funktion: I (r) = I 0 e ( r r 0 )1/n Spezialfall elliptisch: n [ 4 Gesetz de Vaucouler: ( ) ] log I (r) 1/4 r I e = 3, 33 r e 1 r e : Halblichtradius; Parameter aus Beobachtungen bestimmt typische Werte: r e = 1 10kpc I e = mag arcsec 2

19 Elliptische Galaxien Helligkeitsverteilung Sersic-Funktion: I (r) = I 0 e ( r r 0 )1/n Spezialfall elliptisch: n [ 4 Gesetz de Vaucouler: ( ) ] log I (r) 1/4 r I e = 3, 33 r e 1 r e : Halblichtradius; Parameter aus Beobachtungen bestimmt typische Werte: r e = 1 10kpc I e = mag arcsec 2

20 Elliptische Galaxiene Radiales Prol der Helligkeitsverteilung einer elliptischen Galaxie

21 Elliptische Galaxien E1-Galaxie NGC4881

22 Spiralgalaxien Merkmale zentrale Verdickung = Bulge: keine Sternentstehung mehr ache Scheibe: Gas und Staub Sternentstehung Spiralarme meist blau, Bulge rötlich relativer Gasanteil korreliert mit Hubble-Typ (2% in Sa, 10% in Sc) Verdickung: Farben-Leuchtkraft-Beziehung keine starre Rotation Spiralarme = Ausdruck stehender Dichtewellen Rosettenbahnen

23 Spiragalaxien Spiralmuster deutlich in Verteilung des interstellaren Staubes, der HII-Gebiete und Assoziation junger Sterne erkannt Sa: sehr ausgeprägter Kern, eng gewundene Spiralarme M104 (Sombrero) NGC 3223

24 Spiralgalaxien Sb: M31 Sc: M51

25 Spiralgalaxien Flächenhelligkeitsverteilung Scheibe: I (r) = r I 0 e r 0 Verhältnis Helligkeit Verdickung/Scheibe: Sa gröÿer als Sc

26 Balkenspiralgalaxien ausgehend vom Zentrum langer Balken Anschluss der Spiralarme auch Einteilung nach Ausprägung des Kerns und Struktur der Spiralarme in a,b,c SBa: M83 (Southern Pinwheel)

27 Balkenspiralgalaxien SBb: M95 (links) NGC 2523 (rechts)

28 Balkenspiralgalaxien SBc: NGC 613

29 Linsenförmige Galaxien Zusammensetzung: ähnlich elliptisch, jedoch etwas mehr Gas und Staub Struktur + Dynamik: ähnlich Spiralgalaxien (zentrale Verdickung, stellare Scheibe: keine Arme, gleichmäÿig hell)

30 Gliederung 1 Allgemeines 2 Klassikation - Die Hubble-Sequenz 3 Galaxientypen 4 Ergänzungen 5 Literatur

31 Irreguläre Galaxien weder Spiralarme noch elliptische Form; im Mittel leuchtschwächer Beispiel: Magellanische Wolken

32 Weitere Klassikationsschemata devaucouleurs: feiner abgestuft Yerkes: fast vergessen, bis auf cd-galaxien modizierte Klassikation: Erweiterung um Ringstrukturen

33 Weitere Galaxientypen Zwerggalaxien: geringe Helligkeit, viel zahlreicher als Riesengalaxien Leo1: Zwerg-sphärische Galaxie (Begleiter der Milchstraÿe)

34 Weitere Galaxientypen Wechselwirkende Galaxien Wagenradgalaxie (Polarring-Galaxie)

35 Weitere Galxientypen Aktive Galaxien: besonders heller Kern; Leuchtkraft enorm groÿ Radiogalaxie (blau: optisch; rot: Radioemission)

36 Weitere Galaxientypen Aktive Galaxien: links: Seyfert-Galaxie rechts: Quasar

37 Literatur Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner: Astronomie, Eine Einführung MPA Garching, Max-Planck-Institut für Astrophysik: Einführung in die Astrophysik Astrophysikalisches Institut Potsdam: Galaktische und extragalaktische Astrophysik WS2004/2005