Sterrenstelsels Docent: Paul Groot & Gijs Nelemans

Presentatie over: "Sterrenstelsels Docent: Paul Groot & Gijs Nelemans"— Transcript van de presentatie:

1 Sterrenstelsels 2005-2006 Docent: Paul Groot & Gijs Nelemans
Overzicht inhoud college Studiewijzer Colleges op maandag en donderdag Hoorcollege + werkcollege opgaven Galaxies in the Universe: An Introduction Sparke & Gallagher (2000)

2 Melkwegstelsel NGC1232

3 It is happening now! Instrumentele ontwikkeling
Very Large Telescope Instrumentele ontwikkeling Waarnemingen complete electromagnetische spectrum Bepaling Hubble constante H0 = 72  3 km/s per Mpc Oerknalmodel - 3K achtergrondstraling - Hubble expansie - Kosmologische constante Evolutie melkwegstelsels: botsingen Zwaartekrachtslensen Gamma-ray bursts Hubble Space Telescope

4 Hubble Deep Field

5 Vele onbeantwoorde vragen
Hoe worden melkwegstelsels gevormd, met name ons eigen Melkwegstelsel, en hoe evolueren ze? Wat zijn de bestanddelen en fysische eigenschappen van een melkwegstelsel? - Bevindt zich in de kern van ieder stelsel een enorm zwart gat? - Wat is de fysische aard van de donkere materie? - Welk proces is verantwoordelijk voor de vorming van (balk)spiralen? - Hoe worden (de eerste) sterren gevormd? Wat bepaalt het onderscheid tussen de verschillende melkwegstelsels? Hoe zit het met de structuur van het heelal op grote schaal?

6 Ontwikkeling van het wereldbeeld
Melkweg: “galaksias” (Grieks) “via lactae” (Latijn) Ptolemaeus (87-150) Almagest Renaissance: Heliocentrisch wereldbeeld Copernicus ( ) Brahe ( ) Kepler ( ) Uitvinding telescoop 1608 (Van Lippershey) Galilei ( ) - ontdekking manen van Jupiter - melkweg bestaat uit duizenden zwakke sterren

7 Ontwikkeling van het wereldbeeld (II)
Sterren zijn objecten als onze Zon Huygens ( ) vergelijkt Sirius met de Zon: maal verder weg (1/20e van de echte waarde) Sterren roteren onder zwaartekracht in enorm afgeplat stelsel Kant ( ) Algemeine Naturgeschichte und Theorie des Himmels Nevels zijn “eiland universa”, net als ons Melkwegstelsel Kant, Messier ( )

8 William Herschel (1738-1822) Ontdekker Uranus
Parallax niet gemeten, wel geprobeerd Meet apex beweging (~20 km/s) Bessel (1839): 61 Cyg  = 0.3” parallax

9 Stertellingen in ca. 130 velden in een vlak loodrecht
op de melkweg: 80 eenheden naar polen 450 eenheden in het vlak  100 miljoen sterren Zon * in centrum afwijking (rechts) in richting Scorpio (extinctie)

10 Jacobus Cornelis Kapteyn (1851-1922)
Opgave: herleid de sterdichtheid als functie van de afstand uit de verdeling van sterren over hun schijnbare helderheid in een bepaalde richting Benodigd: intrinsieke helderheids- verdeling van sterren Lichtkrachtfunctie Methode: statistische aanpak; de gemiddelde eigenbeweging van sterren neemt af met de afstand

11 Kapteyn (1922): Sterrenstelsel heeft straal van 3000 pc
en een dikte van 1000 pc; de Zon bevindt zich op 650 pc van het centrum Shapley ( ): Afstand tot centrum melkweg bedraagt 13.5 kpc in de richting van Sagittarius Verdeling van bolhopen

12 Edwin Hubble (1889-1953) Grootste telescoop: 100 inch Mount Wilson
Ontdekt (1924) afzonderlijke sterren in Andromeda (M31) en M33: Cepheiden  afstand 2 x 106 lichtjaar Spectra van vele sterrenstelsels  roodverschuiving - Melkwegstelsels bewegen van elkaar weg - v = H x r Classificatie sterrenstelsels Edwin Hubble bij de 48 inch Telescoop op Mount Palomar

13 Lindblad (1895-1968) en Jan Oort (1900-1992)
Kapteyn: “sterstromen” Lindblad en Oort (1927): gevolg van differentiele rotatie van ons Melkwegstelsel  “plaatje” Melkwegstelsel Jan Oort Snelheden interstellair waterstof gas worden gemeten met nieuwe radio telescopen; hier de opening van de 25m telescoop in Dwingeloo door Koningin Juliana

14 Overzicht inhoud colleges
Sterren: de galactische bouwstenen Structuur van het Melkwegstelsel Melkwegstelsel als onderdeel Lokale Groep Spiraalstelsels, elliptische stelsels, etc. Bijzondere melkwegstelsels (AGN, quasar, etc.) Grote-schaal structuur Orion LMC + SMC

15 Sterren: de galactische bouwstenen
Eigenschappen van sterren (L, T, R, M, …) Bouw en evolutie van sterren Sterrenhopen Afstandsbepaling (parallax, Cepheiden) Open sterrenhoop: De Pleiaden

16 Ons Melkwegstelsel Verschillende componenten: schijf, bulge, halo, bolhopen Sterpopulaties Lichtkracht- en massafunctie Interstellaire medium en extinctie Bolhoop M M31

17 Melkwegstelsels in een expanderend heelal
Verschillende soorten melkwegstelsels Expansie: wet van Hubble 3K achtergrondstraling Van oerknal tot nu Simpele heelalmodellen Hubble classificatie schema Wet van Hubble

18 Galactische rotatie en Melkwegcentrum
Constanten van Oort Rotatiecurve: donkere materie Gas in schijf en buitengebieden Melkweg Een zwart gat in het centrum van onze Melkweg

19 De banen van sterren Beweging onder invloed van de zwaartekracht
Viriaaltheorema en viriaalmassa Dynamische relaxatie Spiraalstructuur Snelheidsdispersie Viriaaltheorema:

20 De Lokale Groep Satellieten van de Melkweg
Spiraalstelsels, dwergstelsels Chemische evolutie Vorming en toekomst Lokale Groep

21 Spiraalstelsels en S0 stelsels
Gasbeweging en massa Tully-Fisher relatie Spiraalarmen en bars Bulges en kernen Groepen Botsingen en mergers

22 Elliptische stelsels Fotometrie Sterbewegingen Fundamental plane
Donkere materie en zwarte gaten Clusters Cen A

23 Abell 1689

24 Grote-schaal structuur
Clusters, walls, voids The Great Attractor Expansie homogeen heelal Supernovae Type Ia, WMAP en de kosmologische constante

25 Actieve melkwegstelsels
AGN, Seyfert, radio stelsels Synchrotron emissie Starburst galaxies Superluminal motion, jets Zwarte gaten M87 Cartwheel

26 Quasar absorptie lijnen
Quasars Damped Lyman alpha systems, Lyman alpha forest Gamma-ray bursts