AST1010 En kosmisk reise

Transkript

1 AST1010 En kosmisk reise Forelesning 19: Galakser og galaksehoper Andromeda Avstand: 2.55 millioner lysår AST Galakser 2 1

2 Hubbles klassifikasjon av galakser Spiralgalakser vanlige spiraler og stangspiraler EllipKske galakser Irregulære galakser 3 Stemmegaffeldiagrammet Melkeveien 2

3 Spiralgalakser: Sa, Sb og Sc 5 6 3

4 Stangspiraler typer SBa, SBb og SBc AST Galakser 7 EllipKske galakser - I hovedsak Pop. II- stjerner (gamle) lite gass og støv - Dekker et område i størrelse fra de største Kl de minste galakser 8 4

5 M 87 er en kjempestor ellipksk galakse. Den ligger i sentrum av Virgohopen, en sverm eller hop av galakser. Galakser sentralt i hoper er o^e meget massive. AST Galakser 9 M82 er en irregulær galakse ingen struktur i synlig lys (t.v.) I infrarød stråling (t.h.) ser vi at galaksen har skyer av gass og støv samt akkvitet som kaster ut gass fra kjernen. 10 5

6 Store Magellanske Sky LMC en satellia Kl Melkeveien ß Lille Magellanske Sky SMC LMC og SMC er begge på den sydlige halvkulen à 11 Antall og former (observert) Galaksetype I universet Nær oss Spiral 77% 34% EllipKsk 20% 13% Irregulær 3% 54% Trolig er de fleste galakser irregulære (men vanskelige å observere) De irregulære galaksene er små og lyssvake Mange små ellipkske galakser disse også trolig underrepresenterte 6

7 Stjerner gass - dynamikk Spiraler EllipKske Irregulære Unge og gamle Bare gamle Både gamle stjerner i skive; stjerner og unge stjerner bare gamle i halo Gass og støv i Lite eller ikke Svært mye gass skiva, ikke noe noe gass eller og støv gass/støv i halo støv Stjerner dannes Ikke nevneverdig Livlig dannelse i spiralarmene stjernedannelse av nye stjerner Stjerner i bane Stjerner i vilkårlige Stjerner har helt i skiven, kaokske baner i tre dimen- irregulære baner baner i halo sjoner Spiralarmenes natur Armene består av de sterkest lysende stjernene, altså O- og B- stjerner, og av H + - områder, gass som er blia ionisert av stråling fra disse stjernene Stjerner utenom typer O og B fordeler seg jevnt i hele galakseskiva Konsentrasjonen av stjerner i armene er bare 5% høyere enn mellom armene (hovedforskjellen er gass) 14 7

8 Teahetsbølgeteorien Spiralmønsteret er en teahetsbølge som roterer med konstant vinkelhaskghet. I det indre av galaksen beveger stjerner og gass seg med høyere vinkelhaskghet enn bølgen. I det ytre av galaksen beveger de seg langsommere enn bølgen. P.g.a tyngdekre^er vil stjerner bevege seg raskere når de nærmer seg bølgen, langsommere når de beveger seg ut av den. Resultat: Tilbringer mer Kd i bølgen, ser deae som en økt teahet. Når gass beveger seg inn i bølgen kan økt teahet føre Kl kollaps og stjernedannelse. Opptvinning av spiralene AST Galakser 16 8

9 haps:// watch? v=nwz3urdatty AST Galakser 18 9

10 Comahopen en typisk stor galaksehop AST Galakser 19 AST Galakser 20 10

11 Hoper og superhoper av galakser Galaksehoper galackc clusters den lokale gruppen regulære galaksehoper: sfærisk i fasong, konsentrerte mot sentrum irregulære galaksehoper: mer vilkårlig spredning av galaksene i hopen Superhoper superclusters vår lokale superhop inkluderer hoper ut Kl Virgohopen ~ 50 millioner lysår unna alt deae en del av superhopen Laniakea: haps:// Hulrom og vegger voids and walls de største strukturene Sloan Great Wall: 1 milliard lysår unna 1.4 milliarder lysår lang AST Galakser 22 11

12 1.6 millioner galakser AST Galakser 23 Galaksekollisjoner Det er vanlig at galakser kolliderer med hverandre Som ventet, da de er store og nær hverandre i forhold Kl størrelsen Galaksekollisjoner kan gi starburst i en kolliderende galakse områder hvor det er sterk nydannelse av stjerner Kolliderende galakser kan slå seg sammen, spise hverandre og bli spist 24 12

13 Galaksekollisjoner Direkte kollisjoner mellom stjerner er sjeldne Men energi overføres fra galaksenes samlede bevegelse Kl enkeltstjerner (via gravitasjon) Stjerner kan slynges ut av galaksen sin! I en spiralgalakse kan skiven bli tykkere, fordi stjernene får mer energi på tvers av baneplanet AST Galakser 26 13

14 Den kolliderende galaksen trekker med seg hydrogen (21 cm- stråling) ut i rommet 27 GalakKsk kannibalisme og spiralarmer 28 14

15 Mørk materie i alle galakser (rotasjonskurver)

16 27/10/17 Mørk materie i og mellom galakser Mørk materie er vanlig i galakser. Deae fastslås fra rotasjonskurver. Den mørke materien strekker seg Kl utafor kanten av galakseskiva. Mørk materie også mellom galaksene. Bevegelsen av galaksene rundt hverandre i en hop er så rask at hopen ikke blir holdt samlet uten ved gravitasjon fra mørk masse. Gravitasjonslinsing gir større masser enn den som måles fra synlig stråling og fra røntgen stråling

17 Galaksehoper som gravitasjonslinser AST Galakser 33 haps:// watch?v=74isyss3rgu 17

18 AkKve galaksekjerner Man oppdaget radiostråling fra uerne galakser Viste seg å være sterkt rødforskjøvede spektrallinjer fra hydrogen Usedvanlig sterk stråling Kun uerne objekter for lenge siden (strålingen har brukt lang Kd på å nå oss) AST Universet 36 18

19 Styrke av strålingen fra ulike typer akkve galakser 37 Strålingen fra kvasarer kan variere raskt Raske variasjoner (uker/dager) betyr at kilden for strålingen er liten

20 Drivkra^ for kvasarer Kilden for kvasarers energi: er liten i utstrekning, er langt borte, stråler Klsvarende sterkt 100 Kl ganger utstrålingen fra Melkeveien. Kandidat for energimekanisme: gravitasjonsenergi frigjort fra masse som faller inn i et stort sort hull. Ingen annen kjent mekanisme, frigjør energi så raskt og effekkvt! forklarer rask variasjon i strålingen. 39 Modell for alle AGN AGN AcKve GalacKc Nuclei Drivkra^en i alle typer akkve galaksekjerner AGN - er et supermassivt sort hull med masse i området milliarder av solmasser. Hullet er omgia av en skive med gass en oppsamlingsskive og gassen i skiven faller inn i det sorte hullet

21 En oppsamlingsskive rundt et sort hull AST Universet 41 AST Universet 42 21

22 haps:// watch? v=fjb7gbjijkw&t=0m4 3s 22