STERREN EN MELKWEGSTELSELS



Vergelijkbare documenten
De Melkweg: visueel. sterren, nevels en stof. De Melkweg: atomair waterstof. atomair waterstof straalt bij een golflengte van 21cm

Sterrenstelsels: een aaneenschakeling van superlatieven

Basiscursus Sterrenkunde. Sterrenwacht Tweelingen, Spijkenisse 15 Mei 2019

Sterrenstelsels. prof.dr. Paul Groot Afdeling Sterrenkunde, IMAPP Radboud Universiteit Nijmegen

STERREN EN MELKWEGSTELSELS

11/15/16. Inleiding Astrofysica College 8 14 november Ignas Snellen. De melkweg

Melkwegstelsels. Eigenschappen en ruimtelijke verdeling. - morfologie - sterpopulaties - ISM eigenschappen - massa, afmeting en helderheid

Sterrenstelsels en kosmologie

naarmate de afstand groter wordt zijn objecten met of grotere afmeting of grotere helderheid nodig als standard rod of standard candle

Nederlandse samenvatting

Van Zonnestelsel tot Ontstaan Heelal Leeuwarden, jan-april Melkwegstelsels. Paul Wesselius, 18 maart Melkwegstelsels, HOVO 1

Comacluster van sterrenstelsels

Soorten nevels. Planetaire nevels: afgestoten buitenlagen van dode ster

Nederlandse samenvatting

Interstellair Medium. Wat en Waar? - Gas (neutraal en geioniseerd) - Stof - Magneetvelden - Kosmische stralingsdeeltjes

Nederlandse samenvatting

Afstanden tot Melkwegstelsels

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation

Samenvatting. Sterrenstelsels

Big Bang ontstaan van het heelal

Pandora's cluster, 2/12/2018. inhoud. Het vroege heelal. HOVO-Utrecht 9 februari HOVO-Utrecht 9 februari 2018

TE TAME I LEIDI G ASTROFYSICA WOE SDAG 6 FEBRUARI 2013,

De Melkweg. - Sterverdeling - Structuur - Gas verdeling - Kinematica

Nederlandse samenvatting

De Melkweg. Schijfvormig stelsel van sterren en gas. Wij zitten in die schijf en zien daardoor een band aan de hemel

Donkere Materie. Bram Achterberg Sterrenkundig Instituut Universiteit Utrecht

Prof.dr. A. Achterberg, IMAPP

Gravitatie en kosmologie

Nederlandse samenvatting Summary in Dutch

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation

Nederlandse samenvatting

Nederlandse samenvatting Summary in Dutch

Nederlandse samenvatting Summary in Dutch

Sterrenkundig Practicum 2 3 maart Proef 3, deel1: De massa van het zwarte gat in M87

Nederlandse Samenvatting

Spectroscopie en centrale dynamica van starburst-stelsels

STERREN EN MELKWEGSTELSELS

O NSHEELALisongeveer13,7miljardjaargeledenontstaantijdensdeoerknal1.

Werkstuk ANW Melkwegstelsel

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation

Ik doe mijn spreekbeurt over de ruimte omdat ik het een interessant onderwerp vind en ik er graag meer over wilde weten.

Newtoniaanse kosmologie 4

De evolutie van het heelal

RADIO-STELSELS zijn op het eerste gezicht normale sterrenstelsels, totdat je ze gaat bekijken

TE TAME I LEIDI G ASTROFYSICA WOE SDAG 12 DECEMBER 2012,

HOVO cursus Kosmologie

Eindpunt van een ster Project voor: middelbare scholieren (profielwerkstuk) Moeilijkheidsgraad: Categorie: Het verre heelal Tijdsinvestering: 80 uur

Huygens Institute - Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences (KNAW)

Inleiding Astrofysica College 8 9 november Ignas Snellen

Uitdijing van het heelal

Newtoniaanse Kosmologie Newtonian Cosmology

Hoe meten we STERAFSTANDEN?

Het nieuwe heelal. de mooiste resultaten van de. Hubble Space Telescope. HST Copernicus, 21 febr Edwin Hubble. Edwin Hubble.

Newtoniaanse Kosmologie Newtonian Cosmology

Tentamen Inleiding Astrofysica 16 December 2015,

De kosmische afstandsladder

HOVO cursus Kosmologie

Cover Page. Author: Herbonnet R.T.L. Title: Unveiling dark structures with accurate weak lensing Date:

Nederlandse samenvatting

Nederlandse samenvatting

12/2/16. Inleiding Astrofysica College november Ignas Snellen. Kosmologie. Studie van de globale structuur van het heelal

De Fysica van Sterren. Instituut voor Sterrenkunde

Nederlandse samenvatting

TENTAMEN INLEIDING ASTROFYSICA WOENSDAG 14 DECEMBER,

Clusters van sterrenstelsels

Newtoniaanse kosmologie De kosmische achtergrondstraling Liddle Ch Het vroege heelal Liddle Ch. 11

Sterrenstelses Søren S. Larsen. Kamer: HG

Newtoniaanse kosmologie 5

The Deaths of Massive Stars in Binary Systems E. Zapartas

Late-type spiral galaxies Ganda, Katia

HOVO cursus Kosmologie

STERREN EN MELKWEGSTELSELS

GROTE STRUCTUREN: DEEL 2. Kurt Christiaens

Variabele Sterren. Instability strip: Cepheiden RR Lyrae W Virginis sterren. Rode reuzen op de z.g. instability strip in het HR diagram

Bijna iedereen heeft s nachts wel eens omhoog gekeken en de met sterren bezaaide

Stof en gas in de Melkweg

J.W. van Holten

De mooiste waarnemingen van de

De mooiste waarnemingen van de

Citation for published version (APA): Monachesi, A. (2011). The resolved stellar populations of M32 Groningen: s.n.

De mooiste waarnemingen van de

Nederlandse samenvatting

Je weet dat hoe verder je van een lamp verwijderd bent hoe minder licht je ontvangt. Een

Cover Page. Author: Bonnerot, Clément Title: Dynamics and radiation from tidal disruption events Date:

Voorwoord... blz. 2. Kosmologie en afstandsmetingen... blz. 3 Cepheïden als afstandsindicatoren... blz. 5 M100, een grote spiraalnevel... blz.

Hoe meten we STERAFSTANDEN?

Werkstuk Nederlands De Ruimte werkstuk

Nederlandse Samenvatting: Hoe ondoorzichtig is de schijf van. van melkwegstelsels

Ruud Visser Postdoc, Sterrewacht Leiden

ERGENS in een hoekje van ons adembenemend grote en uitdijende heelal bevindt

Basiscursus Sterrenkunde

Nederlandse samenvatting

University of Groningen. Understanding disk galaxies with the Tully-Fisher relation Ponomareva, Anastasia

Bram Achterberg Afdeling Sterrenkunde IMAPP, Radboud Universiteit Nijmegen

Basiscursus Sterrenkunde. Sterrenwacht Tweelingen, Spijkenisse 8 Mei 2019

Cover Page. The handle holds various files of this Leiden University dissertation.

Nederlandse Samenvatting Extreme Stervorming in Starburststelsels

D h = d i. In deze opgave wordt de relatie tussen hoekmaat en afstand uitgerekend in een vlak expanderend heelal.

Astrobiologie: Van Kosmologie tot Planeten

Kijken naar het heelal

Transcriptie:

STERREN EN MELKWEGSTELSELS 6. Piet van der Kruit Kapteyn Astronomical Institute University of Groningen the Netherlands Voorjaar 2007

Outline

Afstanden worden in eerste instantie gemeten met Cepheïden. Met de Hubble Space Telescope kan dit nu tot afstanden van 20 30 Mpc. Op ongeveer 20 Mpc ligt de Virgo Cluster, een grote verzameling van melkwegstelsels. Voor grotere afstanden kan het dan met de Tully-Fisher relatie tussen de absolute magnitude en de rotatiesnelheid. Deze relatie zegt, dat als er meer sterren zijn het stelsel ook meer massa bevat.

Het is observationeel geverifieerd en gecalibreerd in de Virgo Cluster. Men vindt de expansie-wet van Hubble: V rad = H D De Hubble constante H is 70 ±5 km s 1 Mpc 1.

Hubble heeft het meest gebruikte classificatie schema voorgesteld in de jaren 1920 (de Stemvork van Hubble).

Er zijn twee fundamentele typen: Elliptische stelsels E. Deze bevatten geen stof, gas of emissie-nevels (HII-gebieden). Naar de afplatting geeft men nog een getal van 0 (rond) tot 7 (zeer afgeplat), gebaseerd op de schijnbare grote as a en kleine as b volgens 10(a b)/a. Spiraalnevels. Deze bevatten stof, gas, jonge sterren en hebben een schijf met spiraalstructuur. Men onderscheidt nog normale spiralen (S) en balk-spiralen (SB).

Er is nog een onderverdeling Sa/SBa, Sb/SBb, S/SBc, S/SBd volgens de criteria: 1. Verhouding bulge en schijf (groot voor Sa). 2. Opwinding van de spiraalarmen (sterk voor Sa). 3. Details in de spiraalarmen (kleine HII-gebieden voor Sa). S0-stelsels. Deze zijn door Hubble later ingevoerd (ook wel lenticulars genoemd). Deze hebben wel een schijf, maar geen gas, stof en emissie-nevels Het is een overgangstype tussen elliptische en spiraalstelsels.

Onregelmatige nevels. Hierin komen de nevels, die niet in het schema passen (slechts een paar procent). Omdat men vroeger dacht, dat het een evolutie-reeks was, noemt men E, S0, etc. vroege typen.

Diverse spiraalstelsels

In niet alle gevallen is de spiraalstructuur even duidelijk gedefinieerd.

Diverse stelsels op de kant gezien

Diverse stelsels met de Hubble Space Telescope

Balkspiralen met de Hubble Space Telescope

Diverse stelsels met de Very Large Telescope

Meer stelsels met de Very Large Telescope

Nog meer stelsels met de Very Large Telescope

De Hubble-classificaties (van E naar Irr blijken een reeks te zijn van toenemende verhouding van de Populatie I t.o.v. II. D.w.z. van puur halo voor de elliptische stelsels tot puur schijf voor de late spiralen en onregelmatige nevels. Naast het ontbreken van gas, stof, jonge sterren en de ruimtelijke verdeling volgt dit ook uit de geïntegreerde kleuren. Het licht van Elliptische stelsels wordt gedomineerd door rode reuzen; van Spiraalstelsels wordt het gedomineerd door hete hoofdreekssterren.

Men kan dit modelleren in een geschiedenis van stervorming. Dan blijkt, dat er een groot verschil is in de mate van stervorming met de tijd van effectied alles heel vroeg voor elliptische stelsels tot uniform verdeeld in de tijd voor de late types.. Uit zulke modellen blijkt ook, dat de kleuren niet verklaard kunnen worden met verschillende leeftijden. Alle stelsels zijn 10 10 jaar oud.

Outline Men beschouwt nu de spiraalstructuur als een Verdichtingsgolf, die door de schijf loopt. Dat spiraalvormige golfpatroon draait als een vast wiel (dus zonder differentiële rotatie) en gaat langzamer dan sterren en gas. Als sterren de golftop (de spiraalarmen, waar de dichtheid iets groter is) naderen worden ze iets versneld en als ze erdoorheen zijn vertraagd. Dus ze hopen zich bij de golftop op en zo houdt de golf zich tot op zekere hoogte in stand. Voor het gas gebeurt dit ook, maar daarin ontstaan dan schokgolven. Die zien we als de stofbanen aan de binnenkant van de spiraal armen.

Het geeft ook aanleiding tot stervorming; daarom zijn de HII-gebieden en jonge sterren geconcentreerd naar de spiraalarmen.

Stelsels komen in soms kleine groepen voor (zoals de Lokal Groep, waartoe ons Melkwegstelsel en de Andromeda nevel behoren).

Daarnaast bevat de Lokale Groep nog een aantal kleinere stelsels, zoals de Magelhaense Wolken en M33.

En er is een flink aantal dwergstelsels.

De meeste stelsels komen voor in grote clusters, zoals de Coma Cluster.

Stelsels kunnen ook zo dicht elkaar passeren, dat ze interactie vertonen. In de Antenne s (denk aan een insect) worden staarten van sterren en gas uitgetrokken. Dit gaat gepaard met veel stervorming.

In het Wagenwiel is een kleiner stelsel bijna loodrecht door het midden van de schijf gegaan.

Met nieuwe telescopen als de Hubble Space Telescope kan men stelsels tot op grote roodverschuiving (dus ver terug in de tijd) bestuderen. We zien dan, dat stelsels vroeger veel onregelmatiger waren. Er zijn ook veel meer interacties en samenklonteringen ( merging ).

Veel informatie is gekomen uit de Hubble Deep Field. Hiervoor heeft de Hubble Space Telescope twee weken waarneemtijd gebruikt in een gebied met praktisch geen sterren (in de buurt van de Grote Beer). Er zijn stelels op te zien met een roodverschuiving groter dan 1.0. Er is nu ook zo n veld in het zuiden. Hieronder de HDF-North.

tonen vaak activiteit in hun kernen. Men vat dit samen onder de term Active Galactic Nuclei (AGN). De meest dramatische vorm is die van de radiostelsels, die vooral geassocieerd zijn met grote elliptische stelsels, zoals die voorkomen in grote clusters. Een bekend voorbeeld is Cygnus A, geassocieerd met een stelsel op een afstand van zo n 200 Mpc. Karakteristiek is de double lobe structuur.

De totale afmeting van de radiobron is meer dan 100 Mpc.

De energieproductie in radiostraling alleen al is van de orde 10 38 Watt. Oorspronkelijk dacht men aan een botsing als de oorzaak. Het stelsel zelf heeft een veel zwakkere radiobron en er komen radio-jets uit, die kennelijk de lobben van energie voorzien. Een ander voorbeeld is het reuzen-elliptische stelsels M87 in het centrum van de Virgo Cluster op ongeveer 20 Mpc.

Het stelsel is een sterke radiobron (Virgo A) en heeft een optische (en radio) jet, die uit de kern komt.

Het licht heeft een sterke piek bij het centrum, waarschijnlijk omdat een compact object er de sterren naartoe trekt. Ze draaien er met grote snelheden omheen. Metingen van de snelheden van gas en sterren vlak bij het centrum geven aanwijzingen voor de aanwezigheid van een compact object (waarschijnlijk zwart gat) van enige malen 10 9 M.

Nog energierijker zijn de quasars (afkorting van quasi-stellar radio source). Ze heten zo, omdat ze oorspronkelijk gezien zijn als sterachtige objecten waar veel radiostraling vandaan komt. Ze hebben een grote roodverschuiving en staan dus ver weg. De roodverschuiving is de verplaatsing van de spectraallijnen naar het rood door de expansie van het heelal. Roodverschuiving z is aangeduid als z = λ λ Voor kleine z kun je dit opvatten als een Doppler-verschuiving. z = V rad c

Maar z kan groter dan 1 worden. Dan geldt de relativistische formule 1 + V rad /c z = 1 V rad /c 1 De eerste quasar was de radiobron 3C273, die geïdentificeerd was met een ster van magnitude 13. Maarten Schmidt vond een roodverschuiving van 0.158. Men vindt nu quasars tot z groter dan 4. We kunnen nu zien, dat ze geassocieerd zijn met melkwegstelsels.

Voorbij z ongeveer 4 neemt het aantal quasars sterk af.

Hun voorkomen heeft een sterke piek bij het moment, dat het heelal een leeftijd van ongeveer 10% van de huidige had. Men associeert het met het moment van de geboorte van de melkwegstelsels.

Dit komt overeen met wat we zien aan melkwegstelsels. Bedenk, dat er vroeg in de geschiedenis van het heelal veel sterren ontstaan en op den duur minder. Men kan dan met behulp van b.v. het Hubble Deep Field en nabije stelsels een kosmische geschiedenis van de stervorming in het heelal construeren. Ook dit piekt bij een vergelijkbare tijd.