Soorten nevels. Planetaire nevels: afgestoten buitenlagen van dode ster

Transcriptie

1 Soorten nevels Planetaire nevels: afgestoten buitenlagen van dode ster

2 Soorten nevels HII gebieden (emissienevels)

3 Soorten nevels Open sterhopen

4 Soorten nevels Bolhopen

5 Soorten nevels Spiraalstelsels

6 Soorten nevels Elliptische melkwegstelsels

7 Soorten nevels Lensvormige melkwegstelsels

8 Soorten nevels Onregelmatige melkwegstelsels M82

9 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, Lzon!

10 Verschillende soorten melkwegstelsels Hubble classificatie: stemvorkdiagram Elliptische stelsels E Lensvormige stelsels S0 0-7: rond! plat Spiraalstelsels S +Onregelmatige stelsels Irr, eigenaardige stelsels Pec Balkspiraalstelsels SB a! c, d: Kleinere kern, open armen

11 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

12 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

13 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

14 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?

15 Peculaire stelsels bijv. 'de antennae X starburst Twee samensmeltende schijven ISM+CO infrarood optisch

16 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.

17 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

18 Algemene eigenschappen Spectra Sterfotosferen: absorptielijnen+continuum ISM: emissielijnen Absorptie door stof in stelsel Voorbeeld van oud stelsel ( vroeg-type ) Jansen + al (NFGS)

19 Algemene eigenschappen Spectra Sterfotosferen: absorptielijnen+continuum ISM: emissielijnen Absorptie door stof in stelsel Vb. van stervormend stelsel ( laat-type ) Jansen + al (NFGS)

20 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

21 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!!

22 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

23 Massa s: gasdruk Oude truc: M(<R)~V2 R / G Hete halos (Roentgenstralen) Heet gas: evenwicht tussen zwaartekracht en druk (zie sterstructuur) metingen

24 Massa s: lenswerking Gravitatielenzen stelsel waarnemer

25 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 en kg!

26 Actieve melkwegkernen Voorbeelden: Knipperend centrum van de MW Straalstromen (`jets ) (M87 of Cyg A) Heldere kern in NGC 4151 met brede spectraallijnen Radiostraling

27 Kernen van elliptische stelsels! golflengte Snel-draaiend schijfje! grote massaconcentratie V2 R ~ constant: punt-massa Massa s tot 109 Mzon!

28 Straalstromen uit kernen M87 109Mzon zwart gat in de kern

29 NGC 4151 Brede emissielijnen, hoge excitaties Heet, dicht bij de kern, hoge rotatiesnelheden + smallere lijnen van lagere excitatie Koeler, verder van de kern, lagere rotatiesnelheden

30 Radiomelkwegstelsels M87 in radiostralen (electronen) Straalstroom heeft ver rijkend effect! Image courtesy of NRAO/AUI

31 Radiomelkwegstelsels Cygnus A pc k 0 15 Image courtesy of NRAO/AUI hot spot : straalstroom heeft tot hier een gat geboord in omliggend materiaal

32 Afbuiging van jets Druk door wind in extern intergalactisch medium: jets worden afgebogen ram pressure Gevolg van beweging van radiostelsel door medium

33 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