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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
Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur
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
Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur
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)
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
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)
Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur
Weitere Galaxientypen
Wechselwirkende Galaxien
Wagenradgalaxie (Polarring-Galaxie)
Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur
Weitere Galxientypen
Aktive Galaxien: besonders heller Kern; Leuchtkraft enorm groÿ
Radiogalaxie (blau: optisch; rot: Radioemission)
Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur
Weitere Galaxientypen
Aktive Galaxien:
links: Seyfert-Galaxie rechts: Quasar
Allgemeines Klassi�kation - Die Hubble-Sequenz Galaxientypen Ergänzungen Literatur
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