Świat galaktyk

advertisement
Świat galaktyk
Bożena Czerny
Przwodnik autostopowicza po galaktykach!
IES
Nocne
niebo
widziane
gołym
okiem
Nocne niebo widziane gołym okiem
Nocne niebo widziane przez bardzo duży teleskop:
ultra-głęboki obraz z HST
Nocne niebo – maleńki fragment poprzedniego
obrazu
Czym są galaktyki?
Składniki:
Gwiazdy: gwiazdy ciągu głównego, olbrzymy, nadolbrzymy, gwiazdy na gałęzi
horyzontalnej. Mniej masywne gwiazdy ciągu głównego i białe karły są
niewidoczne. Gwiazdy czasami widać nie bezpośrednio, a dzięki jonizacji przez
ich promieniowanie otaczającego gazu (mgławice planetarne, obłoki HII)
Gaz: obserwowany w formie zjonizowanej (obłoki HII, pozostałości po
supernowych, okolice aktywnego jądra galaktyki), neutralnej i molekularnej (HI,
CO i inne molekuły), oraz w formie bardzo gorącej plazmy (efekt absorpcji przez
wysoko zjonizowane pierwiastki, efekt emisji w formie promieniowania
hamowania).
Pył: obserwowany albo dzięki efektowi absorpcji promieniowania nadfioletowego
lub optycznego, albo dzięki obserwacji reemisji tego promieniowania w zakresie
of dalekiej podczerwieni do zakresu mm.
Parametry: typowy rozmiar – kilkadziesiąt kpc (tysięcy lat świetlnych), typowe
masy – milardy mas Słońca, typowe odległości od nas – miliony do kilku
miliardów lat świetlnych
Nasza wiedza na ten temat liczy sobie niecałe sto lat!
Początek XX wieku:
•Problem skali odległości
•Rozmiar naszej Galaktyki
•Natura mgławic
spiralnych
M1 - Krab
Klucz do
rozwiązania:
związek
jasność – okres
dla Cefeid
znaleziony
przez Henriettę
Leavitt (1868 –
1921)
NGC 2997
Rok 1920: Wielka Debata
Heber D.Curtis (1872 - 1942)
Harold Shapley (1885-1972)
Argumentował za wielością
‘wszechświatów’-galaktyk
Argumentował za gazową
naturą mgławic spiralnych i
jedną galaktyką
Rozwiązanie: Edwin Hubble + 2.5 m teleskop
Największy na świecie nowo zbudowany teleskop
umożliwił zaobserwowanie pojedynczych gwiazd w
galaktyce Andromedy, w szczególności Cefeid.
Cefeidy już wtedy dawały znany sposób na określenie
odległości z relacji okres – jasność.
100-calowy teleskop
Hookera na Mt. Wilson
Wyznaczona odległość
do Andromedy okazała
się być dużo większa niż
rozmiary naszej galaktyki
określone przez
Shapley’a.
Edwin Hubble
Piękne galaktyki: Sombrero
Piękne galaktyki: M31 - Andromeda
Piękne galaktyki: M83 – Southern Pinwheel
Klasyfikacja galaktyk: Edwin Hubble
Galaktyki eliptyczne
• Czerwone (B-V) > 1
= stara populacja gwiazdowa
• Gładki profil
= układ w równowadze
• Duża jasnośc powierzchniowa
= układ ciasny
• Mało lub wcale pyłu
= brak możliwości formowania gwiazd
• Tylko linie absorpcyjne
= powstawanie gwiazd nie zachodzi
• Liczne gromady kuliste
= utworzone przez zderzenia
• Brak silnej rotacji
= utworzone przez zderzenia
• Występują w gromadach galaktyk
= utworzone przez zderzenia
• Typowo
-21 < MV < -17
Galaktyki spiralne
• Czerwone zgrubienie centralne (B-V) > 1 = zgrubienie centralne jest stare
• niebieskawe ramiona/dysk (B-V) ~ 1
= dysk jest młodszy
• umiarkowana jasnośc powierzchniowa
= układ dazy do równowagi
• znaczne ilości pyłu
= powstawanie gwiazd w przyszłości
• liczne linie emisyjne i absorpcyjne
= powstawanie gwiazd zachodzi
• rotujący dysk
= utworzone w wyniku kolapsu
• liczne gromady kuliste
= pewna rola zderzeń galaktyk
• występuja w gromadach i w polu
= zderzenia i kolaps
• typowo
-21 < MV < -17
oraz dodatkowo: galaktyki niergularne
NGC 6822
oraz dodatkowo: galaktyki karłowate
Obłoki Magellana
oraz dodatkowo: galaktyki karłowate
Dwingeloo I
oraz klasa galaktyk o małej jasności powierzchniowej
David Malin
Malin 1
Obserwacje prowadzi się w szerokim zakresie
widmowym
HST
optyka
podczerwień
M 51
radio
X-ray
i w szerokim zakresie odległości: od
najdalszych krańców Wszechświata:
najdalszych krańców Wszechświata:
najdalszych krańców Wszechświata:
Czego nie wiemy?
• Zagadka ciemnej materii
• Ewolucja galaktyk
Krzywa rotacji galaktyk
GM Gal m mv

2
r
r
GM Gal m mv2

r2
r
2
v
GM Gal
r
GM Gal
v
r
J. R. Brownstein i J. W. Moffat (2006)
Ciemna materia albo modyfikacja praw
Newtona i ogólnej teorii względności
Ewolucja galaktyk
Rola zderzeń w formowaniu się galaktyk
A tak artysta wyobraża sobie zderzenie
Andromedy (M31) z Drogą Mleczną.1.
A tak artysta wyobraża sobie zderzenie
Andromedy (M31) z Drogą Mleczną.2.
A tak artysta wyobraża sobie zderzenie
Andromedy (M31) z Drogą Mleczną.3.
A tak artysta wyobraża sobie zderzenie
Andromedy (M31) z Drogą Mleczną.4.
A tak artysta wyobraża sobie zderzenie
Andromedy (M31) z Drogą Mleczną.5.
Zderzenie galaktyk: symulacja komputerowa
Wpływ supermasywnej czarnej dziury i fazy
kwazarowej na ewolucję galaktyki
Obserwowany związek pomiędzy
masą czarnej dziury oraz prędkością
gwiazd w zgrubieniu centralnym (i
samą masą zgrubienia centralnego);
Magorrian i in. (1998).
Obowiązuje zarówno dla aktywnych
galaktyk jak i słabo aktywnych
galaktyk.
Stuart & Wyithe (2006)
Podsumowanie:
Najważniejsze zagadnienia do wyjaśnienia:
Zagadka ciemnej materii
Metody obserwacyjne: dokładna analiza ruchu możliwie wielu gwiazd,
szczególnie obiecujące mogą być właśnie galaktyki o małej jasności
powierzchniowej. SALT?
Ewolucja galaktyk w okresie Wieków Ciemnych (z ~ 10
– 30)
Metody obserwacyjne: problem trudniejszy, bo materia międzygwiazdowa staje
się tam nieprzezroczysta. Astronomia grawitacyjna? Natomiast duże możliwości
opracowań teoretycznych.
Download
Random flashcards
Create flashcards