HAF: 071007 – K.E. Sørensen 1

Afstande i Universet – Mælkevejen

I 2007-08 afholdt jeg 3 foredrag om afstande i universet:1. Afstande i Solsystemet2. Afstande i Mælkevejen3. Intergalaktiske afstande

Dette er en tillempet, rekonstrueret udgave af de slides,jeg brugte i det 2. foredrag.

Knud Erik SørensenDecember 2013

HAF: 071007 – K.E. Sørensen 2

Afstande i Universet – Mælkevejen

Parallaksemetoden

* Stjernen gennemløber en ellipse i årets løb* Ellipsens storakse er 2p* Hvis p måles i buesekunder, er 1/p afstanden i parsec,

hvor 1 pc = 1 parsec = 3,26 ly = 206265 AU =3,09 · 1016 km* Eksempel: Sirius har p = 0,37 ”. Afstanden er så 1/0,38 pc = 2,64 pc = 8,60 ly* Små vinkler - Tycho kunne ikke måle nogen parallakse* Første succes i 1838: Friedrich Bessel bestemte afstanden til 61 Cygni til 3,38 pc.* Kan i dag bruges for afstande op til 100 pc.

HAF: 071007 – K.E. Sørensen 3

Afstande i Universet – Mælkevejen

Hyademetoden* Kan kun bruges på åbne hobe – altså nye stjerner* Hyaderne har lagt navn til metoden.

* Perspektivisk: parallelle linjer konvergerer, tænk på jernbaneskinner* Radialhastigheden bestemmes ved rødforskydningsmetoden* Bestem tangentialhastigheden vt, direkte ved måling* Afstanden kan udregnes.

HAF: 071007 – K.E. Sørensen 4

Afstande i Universet – Mælkevejen

Den spektroskopiske metode (1)* Apparent magnitude, m = k - 2,5 log(F). I praksis:

m2 - m1 = - 2,5 · log ( F2 __ F1 )

* Specielt: Standardafstanden 10 pc: m = M* Afstandskvadratloven* Den vigtige relation: m - M = 5 · log(r) - 5* HR-diagrammet, se her* Absorptionsspektret er stjernens fingeraf-

tryk, se evt. her* Se evt. CLEA-Spectra* Man har standardtabeller, der viser M

for alle spektraltyper

HAF: 071007 – K.E. Sørensen 5

Afstande i Universet – Mælkevejen

Den spektroskopiske metode (2)* Metoden er altså: Mål m, bestem spektraltype og dermed M,

og beregn r ud fra m - M = 5 · log(r) - 5* Problemer

◦ Alle stjerner af samme spektraltype har ikke samme M-værdi ◦ fx kan G2V-stjerner variere fra 0,5 til 1,5 gange Solens lysstyrke ◦ Absorptionen fra mellemliggende gas- og støvskyer. især slemt for fjerne

stjerner. Giver rødforskydning* Anvendes på afstande ud til 10.000 pc, dvs halvdelen af Mælkevejens diameter* Usikkerhed: typisk 25%

HAF: 071007 – K.E. Sørensen 6

Afstande i Universet – Mælkevejen

Hovedserietilpasning* Find stjernenes spektraktype og m* Tegn diagram med spektraltype på 1. aksen og m på 2.aksen* Tegn diagram med spektraltype på 1. aksen og M på 2.aksen ud fra standardstjerner* Læg diagrammerne oven på hinanden og aflæs m - M* Udregn afstanden ud fra m - M = 5 · log(r) - 5

B-stjernerne skal til at forlade hovedse-rien, altså er hobens alder ca. 50 mio år.

Her er G-stjernerne ved at forlade hoved-serien, altså er hobens alder 10 mia. år.

HAF: 071007 – K.E. Sørensen 7

Afstande i Universet – Mælkevejen

Cepheidemetoden (1)* Cepheider er meget lysstærke stjerner, hvor lysstyrken varierer regelmæssigt

* Samme periode - ens stjerner!* Lysstyrken aftager med kvadratet på afstanden* Måling af tilsyneladende lysstyrke, m, og periode er nok til at beregne afstanden:

HAF: 071007 – K.E. Sørensen 8

Afstande i Universet – Mælkevejen

Cepheidemetoden (2)

* To typer - det vidste Henrietta Swan Leavitt ikke!* Metoden brugt af Edwin Hubble i 1924 til afstandsbestemmelse til

Andromedagalaksen: 900.000 lysår(!)* Metoden bruges til bestemmesle af galakseafstande ud til 15 Mpc.