Herring/Whale
advertisement
Groepen en interacties NGC 80 groep in Andromeda NGC 4631 (Sc) Herring/Whale NGC 4567 & NGC 4568 Siamese twins in Virgo AM 0644+741 Ring rond stelsel na interactie 300 miljoen lj Tadpole galaxy Stephan’s quintet in Pegasus Merger van Melkweg en M31 Bulge & Groepen • Oppervlaktehelderheidsverdeling bulge : I ( R ) I exp R /R 0 1 /n 0 (formule van Sersic) • Voor n = 1 exponentiele wet spiraalstelsel n = 4 de Vaucouleurs wet voor elliptische stelsels • Kern van spiraalstelsel bevat zwart gat • Sommige stelsels vertonen een central starburst • De meeste melkwegstelsels komen in groepen en clusters voor (doorsnede ~ 1 Mpc). Clusters zijn de dichtste en rijkste structuren (> 50 heldere stelsels; groepen zijn lossere associaties. Elliptische stelsels Deze stelsels zien er allemaal simpel uit, maar dat zijn ze niet. • Licht is gelijkmatig verdeeld • Geen jonge sterhopen, noch gas of stofbanden • In tegenstelling tot S0 stelsels bevatten elliptische stelsels geen schijf • Groot verschil in helderheid, lichtconcentratie naar het centrum, rotatie • Helderdere stelsels hebben vaker een drie-assige geometrie, roteren sneller en zijn sterke rontgenbronnen • Zoals elk melkwegstelsel, zijn elliptische stelsels niet gerelaxeerd complexe sterbanen Ellipticiteit a b b 1 a n 10 Type En M59 in Virgo (d~20 Mpc) E5 Lengte assen gemeten op dezelfde isophotal magnitude. M87 (E1) in Virgo cD stelsel M49 (NGC 4472) in Virgo (E4) M89 in Virgo (E0) Helderheidsverdeling I ( R ) I ( R ) exp b R / R 1 e 1 / n e waarbij de constante b zo gekozen wordt dat de straal Re (effectieve straal) de helft van het licht bevat dat door het stelsel wordt uitgezonden. Voor n > 1, b ~ 1.999n – 0.327 Voor n = 4 is dit de wet van de Vaucouleurs Oppervlakte helderheidsverdeling in magnituden per vierkante boogseconde voor het E4 stelsel NGC 1700 R1/4 wet van de Vaucouleurs • Elliptische stelsels met verschillende geintegreerde helderheden verschillen in de waarden van de parameters Re en I(Re) • cD stelsels hebben duidelijk een extra halo van sterren gesuperponeerd op de R1/4 verdeling. Dit is waarschijnlijk het gevolg van merging collisions in de cluster waarvan zij het centrale stelsel vormen (“kannibalisme”) Gemiddelde helderheidsverdeling elliptische stelsels met verschillende visuele helderheden (gebaseerd op 261 stelsels) Oppervlakte helderheidsverdeling cD stelsel Abell 1413 Sterbanen • In tegenstelling tot spiraalstelsels volgen de sterren in elliptische stelsels geen geordende banen rond het centrum van het stelsel; de meeste kinetische energie zit in chaotische beweging, niet in rotatie. • Net als bij spiraalstelsels is de lichtkracht van een elliptisch stelsel gekoppeld aan de mate van rotatie: de lichtkrachtigere stelsels vertonen een grotere snelheidsdispersie • Elliptische stelsels roteren langzaam ( ~ 25 – 50 km/s) stersysteem nog lang niet niet gerelaxeerd informatie over oorsprong stelsel nog aanwezig In kaart brengen snelheids velden Voorbeeld resultaat van SAURON ontkoppelde kern Nog fijner kijken: OASIS Fundamental plane Net als bij spiraalstelsels bewegen de sterren in lichtkrachtigere elliptische stelsels sneller. Faber – Jackson relatie: LV 10 210 L0 200km/s 4 Een andere veelgebruikte relatie is het vlak (fundamental plane) in een drie-dimensionale parameter ruimte: Re 1.24Ie0.82 Tussen , effectieve straal Re en oppervlakte helderheid Ie = I(Re). Sterpopulatie E4 Een elliptisch stelsel bevat geen jonge zware (blauwe) sterren. Clusters • Binnen de centrale Mpc van een cluster bevinden zich typisch tenminste 50 – 100 lichtkrachtige stelsels (L > L* ~ 2 x 1010 L0). • In de Abell catalogus staan 4073 rijke clusters Virgo cluster Hercules cluster Rijke clusters De meest spectaculaire clusters zijn rijke clusters die duizenden melkwegstelsels bevatten. De meest nabije bevinden zich op zo’n 15 – 20 Mpc in de sterrenbeelden Virgo en Fornax. De totale lichtkracht van deze clusters is L 1.3 x 1012 Lo. De Coma en Perseus cluster staan verder weg, maar zijn nog rijkere clusters dan de Virgo cluster. Het grootste deel van de lichtgevende materie in clusters bestaat niet uit sterren of gas in de stelsels, maar uit heet gas in de clusterkern dat rontgenstraling produceert: T ~ 107 - 108 K, M ~ 5 x 1013 Mo Perseus cluster; linksboven het midden cD stelsel NGC 1275 (optisch, KPNO) H 3.2’ WIYN Heet gas in centrum Perseus cluster in rontgenstraling (ROSAT). Contouren geven radio emissie weer. Massa van een cluster De massa van een cluster kan op verschillende manieren worden bepaald: • Meten van snelheden van stelsels in de cluster (typische snelheidsdispersie 1000 km/s). Met het viriaaltheorema 2 14 volgt voor de clustermassa M Mo 3 r / G 4 . 5 10 c rc (voor de Virgo cluster). • Afleiden van de massa van het hete gas door de hoeveelheid rontgenstraling te meten die het produceert. • Meten van de afbuiging (afbeelding) van het licht van melkwegstelsels die zich achter de cluster bevinden. Voor de Virgo cluster vindt men een massa-lichtkracht verhouding M/L ~ 350 donkere materie Gravitatielensen Volgens de algemene relativiteitstheorie van Einstein wordt licht door massa afgebogen (het “volgt” de gekromde ruimte). De hoek waarover het licht wordt afgebogen als het massa M passeert op afstand b wordt gegeven door: 2 R 4 GM 2 GM s 2 met R 2 de Schwarzschild straal s bc b c Een puntbron precies achter de lens wordt afgebeeld als een ring met straal E (Einstein straal).
