Astronomia gwiazdowa i pozagalaktyczna II 3.03.2013 Galaktyki 02.0550 (Buta 2011)

Prezentacja na temat: "Astronomia gwiazdowa i pozagalaktyczna II 3.03.2013 Galaktyki 02.0550 (Buta 2011)"— Zapis prezentacji:

1 Astronomia gwiazdowa i pozagalaktyczna II 3.03.2013 Galaktyki http://xxx.lanl.gov/abs/11 02.0550 (Buta 2011)

2 Galaktyki Składniki:  gwiazdy (~kilkaset mln – mld)‏  Gaz międzygwiazdowy  Pył  Ciemna materia Procesy:  Ewolucja  Oddziaływania z innymi galaktykami, materią międzygalaktyczną

3 Galaktyki – elementy wplywajace na klasyfikacje morfologiczna Dysk (rotacja rozniczkowa, eksponencjalny spadek jasnosci) Zgrubienie centralne Jadro (aktywne lub zdominowane przez swiatlo gwiazd) Poprzeczki (w galaktykach z ramionami spiralnymi – gwiazdy + pyl, gaz) – Owale (podobne, ale mniej splaszczone) – Jadrowe (czasem wspolistniejace z wlasciwymi)

4 Galaktyki – elementy wplywajace na klasyfikacje morfologiczna Pierscienie – Wewnetrzne – Jadrowe – Zewnetrzne – Pseudopierscienie (czesciowo otwarte) Soczewki (w S0 – nie grawitacyjne!) Smugi pylu (dust lanes) Ramiona spiralne – 1,2, 3, 4 ramiona – Rozny stopien “zwiniecia”

5 Klasyfikacja morfologiczna galaktyk:  “poprawiony” diagram Hubble'a/diagram kamertonowy (revised Hubble sequence” or “tuning fork diagram”)  Wczesne typyPóźne typy

6 Galaktyki “normalne”: eliptyczne Brak struktur wewnętrznych Eliptyczny wygląd, wg Hubble'a Ex, gdzie x = 10*(a-b)/a, a i b – wielka i mała półoś elipsy E0 – niemal okrągłe E7 – już soczewkowate (raczej S0), zazwyczaj z zaznaczonym zgrubieniem centralnym i dyskiem Jasność absolutna: od najjaśniejszych znanych galaktyk (B~-24) do karłowatych galaktyk eliptycznych w Grupie Lokalnej NGC 4881, gromada Coma, Credit: W. A. Baum (U. Washington), WFPC2, HST, NASA

7 Galaktyki eliptyczne M89 - an E0 galaxy Courtesy the Digitized Sky SurveyDigitized Sky Survey M32 - An E2 galaxy Courtesy AURA/NOAO/NSF AURA/NOAO/NSF NGC 4621 - an E5 galaxy Courtesy the Digitized Sky SurveyDigitized Sky Survey

8 Galaktyki eliptyczne Patrz tez Kormendy & Bender (1996) podzial galaktyk eliptycznych na – Dyskowe (“disky”) E(d) – Pudelkowe (“boxy”) E(b)

9 Galaktyki spiralne SA: Zgrubienie centralne (bulge) + dysk z ramionami spiralnymi Three contrasting spiral galaxies: a face-on spiral galaxy with tightly wound arms (left), a face-on spiral galaxy with very loose arms (center) and an edge-on spiral galaxy (right) (SDSS)‏

10 Galaktyki spiralne z poprzeczką SB: Z poprzeczką – bardzo wydłużone zgrubienie centralne, na którego końcach zaczynają się ramiona NGC 3559, a barred spiral Image courtesy Steve Kent

11 Galaktyki spiralne: klasyfikacja Sa: mocno zwinięte gładkie ramiona spiralne, dominujące zgrubienie centralne bez widocznych gromad Sb: bardziej otwarte ramiona spiralne, mniejsze zgrubienie centralne, widoczne zagęszczenia gwiazd Sc – bardzo rozwinięte ramiona o wyraźnie zaznaczonych zagęszczeniach gwiazd, widoczne gromady, obłoki zjonizowanego wodoru, zagęszczenie centralne/poprzeczka słabo zaznaczone Sd – lub “późne” Sc, niemal chaotyczne

12 Galaktyki soczewkowate: S0 (L)‏ b/a < 0,3 Bez stuktur wewnętrznych, ale zgrubienie centralne (także w kształcie poprzeczki) i dysk Bez zaciemniającej materii - “wczesne”, S0- NGC 936, an SB0 galaxy from the SDSS

13 Galaktyki soczewkowate: S0 (L)‏ Z zaciemniającą materią, często w formie pierścieni “śladowa struktura spiralna”:S00, S+ NGC 2787: A Barred Lenticular Galaxy Credit: Marcella Carollo (ETHZ), Hubble Heritage, NASAMarcella CarolloETHZHubble Heritage NASA

14 Galaktyki nieregularne “Bez symetrii ani dominującego jądra”  Podobne do Obłoków Magellana (ze strukturami gwiazdowymi) – Irr I  W LMC i in. odkryto słabą strukturę spiralną  -> Scd, Sd, Sdm, Sm, Im Neighboring Galaxy: The Large Magellanic Cloud Credit & Copyright: AURA/ NOAO/ NSFAURANOAO NSF

15 Galaktyki nieregularne  Bez śladu uporządkowania – Irr II (I0): bogate w materię międzygwiazdową, zawierają młode gwiazdy, często “starburst” (przechodzące epizod aktywności gwiazdotwórczej)‏ NGC 1705, Hubble Telescope

16 Klasyfikacja de Vaucouleursa De Vaucouleurs, 1959 unowocześnienie systemu Hubble'a, włączenie galaktyk nieregularnych, płynne przejścia między typami Typy “pośrednie”:  Między galaktykami spiralnymi z poprzeczką i bez poprzeczki: SA- SAB – SB  Spiralne płynnie przechodzące w nieregularne: Sc- Scd-Sd-Sdm-Im  Precyzyjniejsza definicja typów galaktyk spiralnych, oparta na “spiralności” bądź “pierścieniowości” struktury, z typami pośrednimi: (r) (s) (rs)

17 Klasyfikacja de Vaucouleursa: przestrzeń klasyfikacji

18 Klasyfikacja de Vacouleursa: przestrzeń klasyfikacji (przekrój)‏

19

20 Van den Bergh Dodał trzecie “ramię” galaktyk spiralnych o “gładkich” ramionach – tzw. anemiczne galaktyki spiralne, ze słabą aktywnością, które prawdopodobnie niedługo staną się soczewkowate; rzadko spotykane – najczęściej w bogatych gromadach Credit Adam Block/NOAO/AURA/NSF

21 Van den Bergh Dodał klasy jasności (od I do V)dla galaktyk spiralnych, zależne od stopnia rozwoju struktury spiralnej  (Sc I – dobrze rozwinięte długie ramiona, Sc V – słabo zaznaczone ramiona)‏  Z grubsza klasy skorelowane są z jasnością absolutną, chociaż nie tak dobrze jak sądzono

22 Klasyfikacja Yerkes (Morgana) 1958 Kształt: E, S, B, D Stopień wydłużenia 1-7 Stosunek wielkości dysku do zgrubienia centralnego (koncentracja promieniowania)‏ Informacja widmowa – oznaczenie gwiazdy o najbardziej podobnym widmie a-k “Efg7” Niezbyt wygodne do opisu bliskich galaktyk, ale zmodyfikowana forma może okazać się przydatna do opisu dalekich galaktyk

23

24 Ilość różnych typów morfologicznych Dla jasnych galaktyk: S ~60% E ~13 % L (S0) ~22 % Irr ~ 4% Pec ~1% W przypadku słabszych galaktyk rośnie ilość galaktyk nieregularnych – jeśli wliczymy najmniej jasne, ich liczba może sięgać ponad 50% wszystkich galaktyk. De Vaucouleurs 1963, ApJ Suppl. 8, 31

25 Ilość różnych typów morfologicznych w zależności od otoczenia z~0

26 +Galaktyki “szczególne” (peculiar)‏ Arp, Atlas of peculiar galaxies, 1966, 1987  Pierścień zamiast dysku lub halo (Carthweel ring) – galaktyki pierścieniowe (ring galaxies)‏

27 +Galaktyki “szczególne” (peculiar)‏ Pary oddziałujących galaktyk (galaktyki Anteny)‏

28 +Galaktyki “szczególne” (peculiar)‏ Galaktyki zaburzone po bliskim przejściu koło innej galaktyki M82: Galaxy with a Supergalactic Wind (Galaktyka nieregularna przeżywająca okres aktywności gwiazdotwórczej po bliskim przejściu koło M81)‏Credit: NASA, ESA, The Hubble Heritage Team, (STScI / AURA) Acknowledgement: M. Mountain (STScI), P. Puxley (NSF), J. Gallagher (U. Wisconsin) NASAESAHubble HeritageSTScIAURAM. MountainSTScINSF J. Gallagher (U. Wisconsin

29 Inne “specjalne” galaktyki Galaktyki Seyferta Radiogalaktyki LINERs Galaktyki przechodzące wybuch aktywności gwiazdotwórczej (starburst galaxies)‏ Galaktyki N (zdominowane przez jądro)‏ Galaktyki cD (supermasywne, eliptyczne, otoczone wielkimi otoczkami, przeważnie w centrach gromad‏) LIRGs, ULIRGs, DOGs...

30 Inne specjalne galaktyki: karlowate Galaktyki karlowate: wiekszosc istniejacych galaktyk  Bez aktywnosci gwiazdotworczej Eliptyczne (dE)‏ Sferoidalne (dSph)‏  Z aktywnoscia gwiazdotworcza Nieregularne (dIrr)‏ Blue compact dwarfs (BCD)‏

31 Galaktyki karlowate Spitzer Space Telescope (IR): karlowate galaktyki (czerwone) w ogonach plywowych dwoch duzych zderzajacych sie galaktyk.

32 Galaktyki o niskiej jasnosci powierzchniowej (low surface brightness galaxies)‏ Malin 1: lata 80' 5x wieksza niz Droga Mleczna (najwieksza znana spiralna galaktyka)‏ Ma jasnosc ok 1% jasnosci normalnej galaktyki

33 Galaktyki o niskiej jasnosci powierzchniowej (low surface brightness galaxies)‏ Rozne typy i wielkosci Bardzo trudne do zaobserwowania Przypuszczalnie na wczesnym etapie formowania sie Spekuluje sie, ze stanowia nawet 50% wszystkich galaktyk -> wszelkie dotychczasowe regularnosci dotycza tylko jasnych galaktyk Leo 1 (karłowata LSBG)‏

34 Jasności galaktyk Jasność Drogi Mlecznej:  ~ 10^11 gwiazd o jasnościach ~ 2 x 10^10 L_sun. Jasność absolutna Słońca to ~ 5.48. Stąd szacujemy, że nasza galaktyka ma jasność absolutną -20,3. M31: M = -20.8, Obłoki Magellana: M=-18 i -16.5. Istnieją też masywne galaktyki eliptyczne o M ~-24 (bardzo rzadko spotykane, np. w centrach gromad). Oraz karłowate galaktyki nieregularne albo eliptyczne o jasnościach schodzących do -8. Najsłabsza znana karłowata galaktyka eliptyczna (dwarf spheroidal): M~10^-5*M31.( ~ 10^5 L_sun)‏ Dolna granica nie jest jeszcze dobrze poznana.

35 Krzywe jasności galaktyk Galaktyki eliptyczne:  Prawo Hubble'a: I(r) = (r/r_c-1)^(-2) r_c = promień galaktyki  De Vacouleurs: log10[I_r/I(r_e)] = 3.3307*[(r/r_e)^.25-1] r_e – odległość