Upload
dangtruc
View
230
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
Soorten nevels• Planetaire nevels:
afgestoten buitenlagen
van dode ster
Soorten nevels• HII gebieden (emissienevels)
Soorten nevels• Open sterhopen
Soorten nevels• Bolhopen
Soorten nevels• Spiraalstelsels
Soorten nevels• Elliptische melkwegstelsels
Soorten nevels• Lensvormige melkwegstelsels
Soorten nevels• Onregelmatige melkwegstelsels
M82
Melkwegstelsels• Nevelige vlekjes aan de hemel lang bekend• Vraag begin 20e eeuw:
– Deel van onze Melkweg?– Verafgelegen melkwegstelsels zoals onze?
• Antwoord: – Slipher: radiele snelheden veel groter dan van
de sterren ! buiten Melkweg?– Hubble: nam Cepheiden waar in M31
(Andromedanevel) ! Verafgelegen
• Dus massieve stersystemen, 108-1012 Lzon !
Verschillende soorten melkwegstelsels
• Hubble classificatie: stemvorkdiagram
Spiraalstelsels S
Balkspiraalstelsels SB
Elliptische stelsels E
Lensvormige stelsels S0
+Onregelmatige stelsels Irr, eigenaardige stelsels Pec
a ! c, d:
Kleinere kern, open armen0-7: rond ! plat
Spiraalstelsels• Spiraalarmen bestaan vooral uit
– Gas (HI: 21cm), stof (100µm), jonge sterren (blauw licht)
• Bulge en inter-arm gebieden bevatten oudere sterpopulaties (2µm) en weinig gas
• Spiraalstelsels zijn de meest-voorkomende soort die we aan de hemel zien, (maar niet het meest voorkomend in absolute zin – dat zijn spheroidale dwergstelsels)
• Langs de Hubble-reeks Sa ! Sd:– Bulge groot ! klein– Gasfractie laag ! hoog– Sterpopulatie oud ! jong
Spiraalarmen• Het ‘opwindprobleem’ :
– Binnendelen van melkwegstelsels hebben kortere omlooptijd
– Dus spiraalarmen winden zich op: na enkele Gjr verdwijnen ze
• Dus:– Ofwel worden ze continu gegenereerd (instabiliteit;
verstoring)– Ofwel is er iets dat ze in stand houdt
(zwaartekracht; ‘density-wave’ theorie)– Waarschijnlijk een combinatie
Balkspiraalstelsels• Balk vormt als dynamische instabiliteit• Komt veel voor• Verandert de banen van gas en sterren in de
omliggende schijf – Spiraalarmen aan balk verbonden– ipv cirkelbewegingen, ook radiele stroming
• Gerelateerd aan kern-activiteit of stervorming?• Onze Melkweg heeft ook een balk
Perspectief-effect:
Linkerzijde dikker dus dichterbij
Elliptische stelsels• E0-E7 komen voor (asverhouding 1-0.3)
• Weinig stervorming– Oude sterpopulaties
– Geen koud gas, stof (soms wel in de kern)– Interne bewegingen chaotisch
(lijkt op een gas zonder botsingen)
• Komen vooral in (rijke) groepen voor
• Rontgenhalo: heet gas omringt stelsels
• Ontstaan door samensmelten van schijfstelsels?
Peculaire stelselsbijv. 'de antennae’
optisch
infrarood
X
ISM+CO‘starburst’
Twee samensmeltende schijven
Onregelmatige stelsels• Peculiair (p of Pec): doorgaans sterk
verstoord– Interactie met buur– Kernactiviteit
• Irregulier (Irr) zijn weinig massief met relatief hoge gasmassa.
• Enkele stervormingsgebieden domineren stelsel, dus weinig symmetrisch.
• Spheroidaal (Sph) zijn zeer weinig massief, bevatten losse groepen sterren en (vrijewel) geen gas. Moeilijk te zien.
Algemene eigenschappen• Kleuren
– Sterpopulaties• Kleur van sterlicht verschilt als functie van
leeftijd en metalliciteit van de sterren
• Jong: veel heldere blauwe sterren • Oud: helderste sterren zijn rode reuzen
• Metalliciteitseffect (spectraallijnbedekking): metaalarm ! blauw
Algemene eigenschappen• Spectra
– Sterfotosferen: absorptielijnen+continuum– ISM: emissielijnen– Absorptie door stof in stelsel– Voorbeeld van oud stelsel (‘vroeg-type’)
Jansen + al (NFGS)
Algemene eigenschappen• Spectra
– Sterfotosferen: absorptielijnen+continuum– ISM: emissielijnen– Absorptie door stof in stelsel– Vb. van stervormend stelsel (‘laat-type’)
Jansen + al (NFGS)
Afstanden • Directe geometrische methode onmogelijk • Statistische analyse van combinatie radiele
snelheid (km/s), eigenbeweging (milliboogsec/jaar) en snelheidsmodel begint mogelijk te worden voor zeer nabije stelsels
• Bijna altijd secondaire methoden:– Cepheiden – Helderheden van bolhopen– Helderheden van planetaire nevels
– Helderheden van supernovae– Fluctuatie-helderheden
Massa’s• Oude truc: M(<R)~V2 R / G• Rotatiekrommen
– V(R) ~ const– Dus M(<R) stijgt met R– Maar voorbij de schijf stijgt
L(<R) niet
– Dus M(<R) / L(<R) stijgt snel
– Massa volgt licht niet– Donkere component !!
Massa’s: sterdynamica• Oude truc: M(<R)~V2 R / G
• Snelheidsdispersies– In elliptische stelsels geen cirkelbanen
– Willekeurige baanbewegingen van sterren– Balans tussen kinetische & potentiele
energie: viriaaltheorema
2 x KE + PE = 0– PE ~ G M2 / R– KE ~ M V2 / 2➔ M ~ V2 R / G
Massa’s: gasdruk• Oude truc: M(<R)~V2 R / G
• Hete halos (Roentgenstralen)– Heet gas: evenwicht tussen zwaartekracht
en druk (zie sterstructuur)
metingen
Massa’s: lenswerking• Gravitatielenzen
stelsel waarnemer
Massa’s• Conclusie van alle technieken: M >> Msterren+gas
• DONKERE MATERIE– Zwakke sterren?– Bruine dwergen?– Witte dwergen, neutronsterren?– Zwarte gaten (uit sterren, of niet?)– Elementaire deeltjes?
– Mogelijke massa van DM-kandidaat tussen 10-30 en 10+36 kg !
Actieve melkwegkernen• Voorbeelden:
•– Knipperend centrum van de MW
– Straalstromen (`jets’) (M87 of Cyg A)– Heldere kern in NGC 4151 met brede
spectraallijnen
– Radiostraling
Kernen van elliptische stelsels
• Snel-draaiend schijfje ! grote massaconcentratie• V2 R ~ constant: punt-massa• Massa’s tot 109 Mzon !
! golflengte
Straalstromen uit kernen• M87
• 109Mzon zwart gat in de kern
NGC 4151• Brede emissielijnen, hoge excitaties
+ smallere lijnen van lagere excitatie
Heet, dicht bij de kern, hoge rotatiesnelheden
Koeler, verder van de kern, lagere rotatiesnelheden
Radiomelkwegstelsels• M87 in radiostralen (electronen)
• Straalstroom heeft verrijkend effect!
Image courtesy of NRAO/AUI
RadiomelkwegstelselsCygnus A
Image courtesy of NRAO/AUI
‘hot spot’: straalstroom heeft tot hier een gat geboord in omliggend materiaal
150kpc
Afbuiging van jets• Druk door wind in
extern intergalactisch medium: jets worden afgebogen– ‘ram pressure’
• Gevolg van beweging van radiostelsel door medium
Zwarte gaten in kernen• We denken nu dat zich in het hart van de
meeste melkwegstelsels een supermassief zwart gat bevat– Er is een betrekking tussen de massa van het zwart
gat en de dynamica van de bulge ) Samen gevormd?
Wisselwerking tussen kern en omringende stervorming?
– Meeste melkwegkernen zijn niet actief• ) episodische accretie?
– Zwarte gaten groeien door • Opslorpen van gas, stof en sterren uit hun omgeving• Wederzijds versmelten bij mergers