Ons Melkwegstelsel.

Presentatie over: "Ons Melkwegstelsel."— Transcript van de presentatie:

1 Ons Melkwegstelsel

2

3 Galactische coordinaten

4 Afstandsbepalingen (sterren)
Parallax (verschilzicht) Spectra (HRD) afstandsmodulus (M – m)0 = 5 log (d/10 pc) Cepheiden (heldere variabele sterren) Supernova Type Ia

5 Lichtkrachtfunctie zonsomgeving

6 Hipparcos Lichtkrachtfunctie (paars Hipparcos)

7 Figuur 2.3

8 Massa-lichtkracht relatie

9 Massafunctie

10 Lichtkracht- en massafunctie
Lichtkrachtfunctie: Present-day luminosity function: Initial mass function (Salpeter):

11 Initial mass function

12 Zware en lichte sterren

13 Stergroepen Groep Aantal sterren Diameter (pc) Totaal in Melkweg
Associatie 100 70 (100) Open sterrenhoop 1000 5 1000 (104) Bolvormige 106 50 130 (103) Melkweg 1011 20000 - Open sterrenhoop Pleiaden (M45) Bolhoop M3

14 Open en bolvormige sterrenhopen
h & χ Persei (~10 miljoen jaar)

15 M67 (~5 miljard jaar)

16 M80 (~12 miljard jaar)

17 Dwarsdoorsnede Melkweg

18 Verschillende componenten Melkweg
Thin disk - 95% sterren in schijf Melkweg - alle OB (zware) sterren - gas en stof Bulge/nucleus - verdikking in het centrum Thick disk - 5% sterren (oudere populatie) Halo - miljard sterren - bolclusters - donkere materie?

19 Figuur 2.7 z

20 Schaalhoogte Object  (pc) Populatie OB sterren 50 Thin disk (pop I)
Moleculair gas 100 Thin disk G V sterren 340 Thin/thick disk (pop I) G III sterren 400 RR Lyrae (P>0.5d) 3000 Halo Bolclusters 4000

21 Melkweg 21cm radiokaart

22

23 Gas in de Melkweg

24 Hoe neem je dit gas waar? In zonsomgeving: een ster per 1000 pc3
een atoom per cm3 Absorptie van sterlicht Emissie van straling - geioniseerd gas (H II gebieden) recombinatielijnen H (H) en He - verboden lijnen bijv. [O III] 5007 A - fijnstructuur overgangen O I lijnen 63 en 145 m - hyperfijnstructuur overgangen H I 21 cm lijn - moleculaire lijnen CO (1.3 en 2.6 mm), HCN, CS (H2 geen dipoolmoment) - continuum straling (bijv. synchrotron straling)

25 Afstandsmodulus open sterrenhopen (Trumpler 1930)

26 Interstellaire extinctie (stof)

27 Melkweg (2 micron)

28 Verroding sterlicht

29 Melkweg op verschillende golflengten

30 Van radio- tot gammastraling (I)
Radio continuum (=75 cm): straling relativistische electronen (geproduceerd door supernovae) in galactisch magneetveld (paar G) 21-cm lijnstraling: straling H atomen in interstellaire gaswolken Radio continuum (=12 cm): straling heet (~ K) geioniseerd H gas in H II gebieden rond zware (OB) sterren 2.6-mm lijnstraling: straling van CO moleculen in interstellaire moleculaire wolken Ver-infrarood (12 m blauw, 60 m groen, 100 m rood): straling van door sterlicht verwarmde stofdeeltjes (30 – 300 K)

31 Van radio- tot gammastraling (II)
Mid-infrarood ( = 6.8 – 10.8 m): straling van complexe moleculen (aromatische koolwaterstoffen) Nabij-infrarood (1.2 m blauw, 2.2 m groen, 3.5 m rood ): straling van oude sterpopulatie (K-reuzen) relatief ongehinderd door interstellaire extinctie Optisch ( = 0.4 – 0.6 m): licht van sterren en gasnevels, sterk beinvloed door extinctie Rontgen (X-rays) (E = 0.25 keV rood, 0.75 keV groen, 1.5 keV blauw): straling van heet, geschokt plasma geproduceerd in supernovae (interstellaire extinctie bij laagste energien) Gamma straling (E > 300 MeV): straling aangeslagen atoomkernen na botsingen met kosmische straling (atoomkernen met relativistische snelheden)

32 European Galactic Plane Surveys

33 Galactische differentiele rotatie
Sterren dichterbij het centrum van de Melkweg voltooien hun baan in kortere tijd dan sterren verder weg: l = sterren halen Zon in l = 90 gelijke afstand tot centrum, houden dezelfde afstand tot de Zon en bewegen “opzij” l = 180 sterren blijven achter ten opzichte van de Zon  eigenbeweging

34 IAU standard 1985

35 Oort constanten

36 Bepaling rotatiecurve V(R) Melkweg
Tangent point method (R<R0): hoeksnelheid V/R neemt naar buiten toe af radiele snelheid is maximaal op zogenaamde tangent point

37 Rotatiecurve

38 Rotatiecurve van Melkwegstelsel
Massa binnen R0 te berekenen: Gravitatiekracht = centrifugale kracht GM/R2 = v2(R)/R  M(R) = Rv2(R)/G

39 Rotatiecurve van Melkwegstelsel
Zon: R0=8.5 kpc v0=220 km/s Rotatietijd is 2R0/v0 = 240 m jaar Binnen R0 bevindt zich 1 x 1011 Mzon  Donkere Materie

40 Bewegingen rond het melkwegcentrum
10 jaar IR opnames van het centrum van de melkweg. Klik rechts om de tweede movie te starten. Opgave: binnen R=1pc ziet men v=10 ld per 10 jaar: Hoeveel massa bevindt zich hier ongeveer?

41 Centrale massa Opgave: binnen R=1pc ziet men v=10 ld per 10 jaar:
Hoeveel massa bevindt zich hier ongeveer? Antwoord: v = 10 ld/10 jaar = 1600 km/s, R = 1 pc = m M(R) = Rv2(R)/G  M ~ Mzon Preciezere methode geeft voor centrum melkweg: zwart gat 3 miljoen Mzon Uit de keplerbewegingen rond het centrum volgt een massa van ca 3 miljoen zonsmassa’s voor het zwarte gat.

42 Interstellaire extinctiekromme
R=AV/E(B-V) Mathis 1990 ARA&A 28, 37

43 Bijdragen extinctie 1: 1/ (Mie) 0.1 micron 2: 1/4 (Rayleigh)
kleinere deeltjes 3: grafiet/roet 4: kleine silicaat deeltjes (0.02 mu)

44