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Klassi�kation von Galaxientypen

Vortrag Astrid Bingel

Physikalisch Astronomische Fakultät

15. Dezember 2008

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Inhaltsverzeichnis

1 Allgemeines

2 Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz

3 Galaxientypen

4 Ergänzungen

5 Literatur

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Gliederung

1 Allgemeines

2 Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz

3 Galaxientypen

4 Ergänzungen

5 Literatur

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Fragen und Vereinbarungen

Beobachtung im optischen/NIR

�e�ektiver� Radius Re : Bereich, aus dessen Inneren 50% desGesamtlichts stammen

für nicht kreissymmetrische Galaxien: groÿe Halbachsen stattRadien→ wenn nur helle und zentrale Teile berücksichtigt:

Riesengalaxie: M = 1013MSonne R = 30kpc

Zwerggalaxie:M = 107MSonne R = 0, 5kpc

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Gliederung

1 Allgemeines

2 Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz

3 Galaxientypen

4 Ergänzungen

5 Literatur

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Einschränkungen und Vereinbarungen

Klassi�kation aufgrundunterschiedlichenAussehens (Morphologie)

gewonnenes Bild aufgroÿe, helle Galaxienbeschränkt

Helligkeit der Galaxie zuklein für Radius →verschwindet inHintergrundstrahlung desHimmels

Radius der Galaxie zuklein → Aussehen wieStern

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Einschränkungen und Vereinbarungen

Klassi�kation aufgrundunterschiedlichenAussehens (Morphologie)

gewonnenes Bild aufgroÿe, helle Galaxienbeschränkt

Helligkeit der Galaxie zuklein für Radius →verschwindet inHintergrundstrahlung desHimmels

Radius der Galaxie zuklein → Aussehen wieStern

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Einschränkungen und Vereinbarungen

Klassi�kation aufgrundunterschiedlichenAussehens (Morphologie)

gewonnenes Bild aufgroÿe, helle Galaxienbeschränkt

Helligkeit der Galaxie zuklein für Radius →verschwindet inHintergrundstrahlung desHimmels

Radius der Galaxie zuklein → Aussehen wieStern

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Einschränkungen und Vereinbarungen

Klassi�kation aufgrundunterschiedlichenAussehens (Morphologie)

gewonnenes Bild aufgroÿe, helle Galaxienbeschränkt

Helligkeit der Galaxie zuklein für Radius →verschwindet inHintergrundstrahlung desHimmels

Radius der Galaxie zuklein → Aussehen wieStern

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Einschränkungen und Vereinbarungen

Klassi�kation aufgrundunterschiedlichenAussehens (Morphologie)

gewonnenes Bild aufgroÿe, helle Galaxienbeschränkt

Helligkeit der Galaxie zuklein für Radius →verschwindet inHintergrundstrahlung desHimmels

Radius der Galaxie zuklein → Aussehen wieStern

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Die Hubble-Sequenz

Die ursprüngliche Klassi�kation nach Hubble (1923)

3 Grundtypen: elliptische, linsenförmige, Spiralgalaxien

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Die Hubble-Sequenz

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Gliederung

1 Allgemeines

2 Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz

3 Galaxientypen

4 Ergänzungen

5 Literatur

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Elliptische Galaxien

Merkmale

ellipsenförmige Sternanhäufungen

Unterscheidung nach Form: En : n = 10(1− b

a)

E0: kreisförmig E7: stärkste Elliptizität (a=3b)

Dichte nimmt vom Zentrum aus ab

keine Anzeichen von ISM, kein Gas → Sternenstehungsrategeht gegen 0

Spektrum von alten (roten) Sternen dominiert

Farben-Leuchtkraft-Beziehung: hellere Galaxien auch röter (indirektem Zusammenhang mit Metallgehalt)

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Elliptische Galaxien

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Elliptische Galaxien

Helligkeitsverteilung

�Sersic-Funktion�: I (r) = I0e−( r

r0)1/n

Spezialfall elliptisch: n ' 4 → Gesetz de Vaucouler:

logI (r)Ie

= −3, 33[(

r

re

)1/4− 1

]re : Halblichtradius; Parameter aus Beobachtungen bestimmt

typische Werte: re = 1− 10kpc Ie = 20− 30 magarcsec2

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Elliptische Galaxien

Helligkeitsverteilung

�Sersic-Funktion�: I (r) = I0e−( r

r0)1/n

Spezialfall elliptisch: n ' 4 → Gesetz de Vaucouler:

logI (r)Ie

= −3, 33[(

r

re

)1/4− 1

]re : Halblichtradius; Parameter aus Beobachtungen bestimmt

typische Werte: re = 1− 10kpc Ie = 20− 30 magarcsec2

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Elliptische Galaxien

Helligkeitsverteilung

�Sersic-Funktion�: I (r) = I0e−( r

r0)1/n

Spezialfall elliptisch: n ' 4 → Gesetz de Vaucouler:

logI (r)Ie

= −3, 33[(

r

re

)1/4− 1

]re : Halblichtradius; Parameter aus Beobachtungen bestimmt

typische Werte: re = 1− 10kpc Ie = 20− 30 magarcsec2

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Elliptische Galaxien

Helligkeitsverteilung

�Sersic-Funktion�: I (r) = I0e−( r

r0)1/n

Spezialfall elliptisch: n ' 4 → Gesetz de Vaucouler:

logI (r)Ie

= −3, 33[(

r

re

)1/4− 1

]re : Halblichtradius; Parameter aus Beobachtungen bestimmt

typische Werte: re = 1− 10kpc Ie = 20− 30 magarcsec2

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Elliptische Galaxiene

Radiales Pro�l der Helligkeitsverteilung einer elliptischen Galaxie

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Elliptische Galaxien

E1-Galaxie NGC4881

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Spiralgalaxien

Merkmale

zentrale Verdickung = Bulge: keine Sternentstehung mehr

�ache Scheibe: Gas und Staub →Sternentstehung→Spiralarme meist blau, Bulge rötlich

relativer Gasanteil korreliert mit Hubble-Typ (2% in Sa, 10% inSc)

Verdickung: Farben-Leuchtkraft-Beziehung

keine starre Rotation →Spiralarme = Ausdruck stehenderDichtewellen →Rosettenbahnen

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Spiragalaxien

Spiralmuster deutlich in Verteilung des interstellaren Staubes,der HII-Gebiete und Assoziation junger Sterne erkannt

Sa: sehr ausgeprägter Kern, eng gewundene Spiralarme

M104 (Sombrero) NGC 3223

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Spiralgalaxien

Sb: M31 Sc: M51

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Spiralgalaxien

Flächenhelligkeitsverteilung Scheibe: I (r) = I0e− r

r0

Verhältnis Helligkeit Verdickung/Scheibe: Sa gröÿer als Sc

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Balkenspiralgalaxien

ausgehend vom Zentrum langer Balken → Anschluss derSpiralarmeauch Einteilung nach Ausprägung des Kerns und Struktur derSpiralarme in a,b,c

SBa: M83 (Southern Pinwheel)

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Balkenspiralgalaxien

SBb: M95 (links) NGC 2523 (rechts)

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Balkenspiralgalaxien

SBc: NGC 613

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Linsenförmige Galaxien

Zusammensetzung: ähnlich elliptisch, jedoch etwas mehr Gasund StaubStruktur + Dynamik: ähnlich Spiralgalaxien (zentraleVerdickung, stellare Scheibe: keine Arme, gleichmäÿig hell)

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Gliederung

1 Allgemeines

2 Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz

3 Galaxientypen

4 Ergänzungen

5 Literatur

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Irreguläre Galaxien

weder Spiralarme noch elliptische Form; im Mittelleuchtschwächer

Beispiel: Magellanische Wolken

Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur

Weitere Klassi�kationsschemata

deVaucouleurs: feiner abgestuft

Yerkes: fast vergessen, bis auf cD-Galaxien

modi�zierte Klassi�kation: Erweiterung um Ringstrukturen

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Weitere Galaxientypen

Zwerggalaxien: geringe Helligkeit, viel zahlreicher als Riesengalaxien

Leo1: Zwerg-sphärische Galaxie (Begleiter der Milchstraÿe)

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Weitere Galaxientypen

Wechselwirkende Galaxien

Wagenradgalaxie (Polarring-Galaxie)

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Weitere Galxientypen

Aktive Galaxien: besonders heller Kern; Leuchtkraft enorm groÿ

Radiogalaxie (blau: optisch; rot: Radioemission)

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Weitere Galaxientypen

Aktive Galaxien:

links: Seyfert-Galaxie rechts: Quasar

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Literatur

Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner: Astronomie, EineEinführung

www.wikipedia.org

MPA Garching, Max-Planck-Institut für Astrophysik:Einführung in die Astrophysik

Astrophysikalisches Institut Potsdam: Galaktische undextragalaktische Astrophysik WS2004/2005