1 Wielkoskalowa struktura Wszechświata 2 Galaktyki

au
pc = au/arc sec
ly = 0.3066 pc
1.4959787 1011 m
1.4959787 1011 m
0.946 1016 m
Tablica 1: Jednostki długości w astronomii.
1
Wielkoskalowa struktura Wszechświata
Wszechświat po najdalsze widoczne krańce wydaje się być bardzo jednolity i izotropowy. Ciągle nasza wiedza o nim rośnie. Skala odległości
we Wszechświecie zdeterminowana jest przez typową odległość miedzy
gwiazdami (∼ pc) czy galaktykami (∼ M pc,M pc = 106 pc). Jednostki
długości w astronomii to
2
Galaktyki
dark ages - okres kompletnej ciemności, nie ma jeszcze grawitacyjnie
związanych obszarów materii
0-0
Rysunek 1: Piana galaktyk.
0-1
Rysunek 2: Wielkoskalowa struktura Wszechświata.
0-2
0-3
Rysunek 4: Grupa lokalna.
0-4
Rysunek 5: Klaster galaktyk.
z<7 (500 000 − 108 lat)
z ∼ 20 − 30
z> 10
ciemne wieki (dark ages)
pierwsze gwiazdy
pierwsze kwazary
Tablica 2: Epoki wczesnej ewolucji Wszechświata.
0-5
Rysunek 6: Otoczenie naszej Galaktyki.
0-6
Rysunek 7: Mapa Wszechświata.
0-7
Rysunek 8: Galaktyka M051
0-8
Rysunek 9: Galaktyka M101
0-9
Rysunek 10: Galaktyka M081
0-10
Rysunek 11: Galaktyka ngc5128
0-11
z ∼ 20 − 30 pierwsze gwiazdy M > 100 M ,powstałe w otoczce ciemnej
materii (DM) bez pyłu 106 M ⇒Populacja III
δρ
∼ µ(t)eikx
δ
daje tłumione równanie falowe
dµ
d2 µ
2
−
ω
+
2H
µ(t) = 0
k
dt2
dt
z zależnością dyspersyjną
r
k 2
2
ωk = vs ( ) − 4πGN ρ
a
Dla wektora falowego kJ
2 kJ 2
vs ( )
= 4πGN ρ
a
układ fizyczny staje się niestabilny (niestabilność Jeansa). Ponieważ,
2π
2π 1
=
k=
λ a
λ0
0-12
a
λ
1
λ − λ0
=
−1= −1
z=
λ0
λ0
a
to
kJ (1 + z) =
r
4πGN ρ
vs
W cylindrycznym układzie współdzędnych
x = r sin(φ)
y = r cos(φ)
fale gęstości można przedstawić jako
δρ ∼ ψ(r)ei(mφ−ωt) ∼ A(r)ei(mφ−Φ(r))−iωt
w tej samej chwili maksimum gęstości spełnia
mφ − Φ(r) = const
wyznacza to równanie spirali galaktyki.
0-13
H + e− → H − + γ
H − + H → H 2 + e−
elektrony są katalizatorami reakcji. Symulacje dają gdy z=100, TC =
200 K, nc = 104 cm−3 ,gdy nc = 108 cm−3 rdzeń jest nieprzezdoczysty i
zachodzą reakcje trzyciałowe
3H → H2 + H
Pierwsze kwazary powstają z zapadającego się gazu M > 109 M z
z ≥ 6(miliard lat po Wielkim Wybuchu) w którym tworzenie się gwiazd
zostało zwolnione.
Centrum Galaktyki
• 1951 Sagitarius centrum Galaktyki (Piddinton, Minnett)
• 1971 Lynden-Bell - supermarywna czarna dziura
0-14
Rysunek 12: Symulacje powstawania gwiazd dla z = 17.
0-15
Rysunek 13: Galaktyka M101
0-16
Rysunek 14: Krzywa rotacji galaktyki M33
0-17
Rysunek 15: Galaktyka M081
0-18
Rysunek 16: Galaktyka ngc5128
0-19
• 1974 Sgr A*
• 1987 Ganzel M ∼ 3 106 M
0-20
Rysunek 17: Centrum Galaktyki (∼ 4pc) w widmie radiowym (λ =
1.2 cm). Obszar pomarańczowy to HCN.
0-21
Rysunek 18: Sgr A* w promieniowaniu radiowym.
0-22
Rysunek 19: Prędkości gwiazd wokół Sgr A*.
0-23