47

Galaxie Vesmír velkých meˇ ˇ rítek

GALAXIE Základy astronomie 2

16.4.2014

Galaxie

1/47


Galaxie

Klasifikace Aktivní galaxie Kanibalismus galaxií

2/47


Galaxie


3/47



Hubbleuv ˚ systém klasifikace 1936

• 1924 – Hubble rozlišil okraje

blízkých galaxií, identifikoval v nich hvezdy ˇ • klasifikace zárovenˇ vývojovou

sekvencí?

Galaxie

4/47



de Vaucouleursuv ˚ systém klasifikace • 1959 • Gérard de Vaucouleurs

(1918-1995) • 3D rozšíˇrení Hubbleovy

sekvence • rozšíˇrení pro spirální galaxie –

3 znaky (pˇríˇcka, prstence, spirální ramena) Galaxie

5/47



Spirální galaxie • plochý, rotující disk tvoˇrený rameny + výduˇt + halo

Galaxie

6/47



Spirální galaxie • plochý, rotující disk tvoˇrený rameny + výduˇt + halo • spirální ramena – množství mezihvezdné ˇ látky a

mezihvezdného ˇ plynu – tvorba nových hvezd ˇ – ramena jasnejší ˇ

Galaxie

6/47




mezihvezdného ˇ plynu – tvorba nových hvezd ˇ – ramena jasnejší ˇ • výduˇt – centrální koncentrace hvezd, ˇ starší hvezdy, ˇ v

centru hmotná cˇ erná díra

Galaxie

6/47




mezihvezdného ˇ plynu – tvorba nových hvezd ˇ – ramena jasnejší ˇ • výduˇt – centrální koncentrace hvezd, ˇ starší hvezdy, ˇ v

centru hmotná cˇ erná díra • halo – nejméneˇ jasná cˇ ást galaxie, kulové hvezdokupy ˇ

Galaxie

6/47



Galaxie Andromeda (M31)

Galaxie

7/47



Galaxie Pinwheel (Vetrník) ˇ

Galaxie

8/47



Galaxie Whirpool

Galaxie

9/47



M106

Galaxie

10/47



Galaxie Triangulum (M33)

Galaxie

11/47



NGC 1300 – galaxie s pˇríˇckou

Galaxie

12/47



Spirální galaxie • oznaˇcení: spirální S + a až d (podle pomeru ˇ velikosti jádra

a ramen)

Galaxie

13/47




a ramen) • Sa – relativneˇ velké jádro + malá ramena

Galaxie

13/47




a ramen) • Sa – relativneˇ velké jádro + malá ramena • Sd – malé jádro + velká ramena

Galaxie

13/47




a ramen) • Sa – relativneˇ velké jádro + malá ramena • Sd – malé jádro + velká ramena • obdobneˇ spirální s pˇríˇckou SB(abcd)

Galaxie

13/47




a ramen) • Sa – relativneˇ velké jádro + malá ramena • Sd – malé jádro + velká ramena • obdobneˇ spirální s pˇríˇckou SB(abcd) • M ∼ (109 − 1012 )M • mezihvezdná ˇ látka – až 20%

Galaxie

13/47



Eliptické galaxie • tvar koule nebo rotaˇcního elipsoidu

Galaxie

14/47



Eliptické galaxie • tvar koule nebo rotaˇcního elipsoidu • oznaˇcení: E+, kde = 10 ∗ [(a − b)/a]

Galaxie

14/47



Eliptické galaxie • tvar koule nebo rotaˇcního elipsoidu • oznaˇcení: E+, kde = 10 ∗ [(a − b)/a] • E0 – koule

Galaxie

14/47



Eliptické galaxie • tvar koule nebo rotaˇcního elipsoidu • oznaˇcení: E+, kde = 10 ∗ [(a − b)/a] • E0 – koule • E7 – v podstateˇ plochá galaxie

Galaxie

14/47



Eliptické galaxie • tvar koule nebo rotaˇcního elipsoidu • oznaˇcení: E+, kde = 10 ∗ [(a − b)/a] • E0 – koule • E7 – v podstateˇ plochá galaxie • M ∼ (106 − 1013 )M • mezihvezdná ˇ látka – do 0.2%

Galaxie

14/47



Eliptické galaxie • tvar koule nebo rotaˇcního elipsoidu • oznaˇcení: E+, kde = 10 ∗ [(a − b)/a] • E0 – koule • E7 – v podstateˇ plochá galaxie • M ∼ (106 − 1013 )M • mezihvezdná ˇ látka – do 0.2% • vetšinou ˇ staré trpasliˇcí hvezdy ˇ s malým výkonem

Galaxie

14/47



Eliptické galaxie

Galaxie

15/47



Röntgenový pohled

Galaxie

16/47



Slupkovité galaxie

• eliptické galaxie s oblouky (slupkami) kolem celé galaxie

Galaxie

17/47



Slupkovité galaxie

• eliptické galaxie s oblouky (slupkami) kolem celé galaxie • asi 17-44% eliptických galaxií je slupkovitých

Galaxie

17/47



NGC 474

Galaxie

18/47



ˇ ckovité galaxie Coˇ • pˇrechodný typ mezi spirálními a eliptickými

Galaxie

19/47



ˇ ckovité galaxie Coˇ • pˇrechodný typ mezi spirálními a eliptickými • oznaˇcení: S0 (spirální galaxie bez ramen)

Galaxie

19/47



ˇ ckovité galaxie Coˇ • pˇrechodný typ mezi spirálními a eliptickými • oznaˇcení: S0 (spirální galaxie bez ramen) • neobsahují témeˇ ˇ r žádnou mezihvezdnou ˇ látku (vzniká

málo nových hvezd) ˇ

Galaxie

19/47




málo nových hvezd) ˇ • výrazné jádro (pokles jasu od stˇredu k okrajum) ˚

Galaxie

19/47




málo nových hvezd) ˇ • výrazné jádro (pokles jasu od stˇredu k okrajum) ˚ • obˇcas náznaky spirálních ramen, pˇríˇcky a vnejšího ˇ

prstence

Galaxie

19/47



ˇ ckovité galaxie Coˇ

Galaxie

20/47



Nepravidelné galaxie • oznaˇcení: Irr (z anglického irregular)

Galaxie

21/47



Nepravidelné galaxie • oznaˇcení: Irr (z anglického irregular) • jen nekolik ˇ procent galaxií

Galaxie

21/47



Nepravidelné galaxie • oznaˇcení: Irr (z anglického irregular) • jen nekolik ˇ procent galaxií • 30-40% celkové hmotnosti tvoˇrí mezihvezdná ˇ látka –

tvorba nových hvezd ˇ

Galaxie

21/47



Nepravidelné galaxie • oznaˇcení: Irr (z anglického irregular) • jen nekolik ˇ procent galaxií • 30-40% celkové hmotnosti tvoˇrí mezihvezdná ˇ látka –

tvorba nových hvezd ˇ • málo hmotné galaxie – M ∼ (108 − 109 )M

Galaxie

21/47



Antennae Galaxies

Galaxie

22/47



Galaxie M82 - starburst galaxy

Galaxie

23/47



Hoaguv ˚ objekt

Galaxie

24/47



Statistika • Spirální – 50% • Eliptické – 25%

ˇ ckovité • Co ˇ – 20% • Nepravidelné – 5%

!! Pozor celkové odhady nejisté – pouze roztˇrídené ˇ galaxie

Galaxie

25/47



AGN – Active Galactic Nuclei • 1943 – Carl Seyfert – spektra obsahují široké a silné

emisní cˇ áry

Galaxie

26/47




emisní cˇ áry • mimoˇrádná jasnost, bodové jádro

Galaxie

26/47




emisní cˇ áry • mimoˇrádná jasnost, bodové jádro • záˇrivý výkon ˇrádoveˇ vetší ˇ než výkon všech hvezd ˇ v galaxii

Galaxie

26/47





– efektivnejší ˇ mechanismus uvolnování ˇ energie

Galaxie

26/47





– efektivnejší ˇ mechanismus uvolnování ˇ energie – supermasivní cˇ erná díra v jádˇre + hmota padající do ní = energie • výrony materiálu, výtrysky ionizovaného plynu (až 106 M )

Galaxie

26/47





– efektivnejší ˇ mechanismus uvolnování ˇ energie – supermasivní cˇ erná díra v jádˇre + hmota padající do ní = energie • výrony materiálu, výtrysky ionizovaného plynu (až 106 M ) • asi 10% galaxií Galaxie

26/47



Struktura

Galaxie

27/47



Normální versus Aktivní galaxie Normální galaxie • vetšina ˇ svetla ˇ z hvezd ˇ • emitované záˇrení

nejintenzivnejší ˇ ve viditelné oblasti • cˇ erné díry v centrech neaktivní • svetlo ˇ rozloženo po celé

galaxii Galaxie

28/47



Normální versus Aktivní galaxie Aktivní galaxie

Normální galaxie

• vetšina ˇ svetla ˇ z rozžhaveného

• vetšina ˇ svetla ˇ z hvezd ˇ

plynu

• emitované záˇrení

nejintenzivnejší ˇ ve viditelné oblasti • cˇ erné díry v centrech neaktivní

• emitované záˇrení

nejintenzivnejší ˇ v rádiové oblasti • cˇ erné díry v centrech velmi

aktivní

• svetlo ˇ rozloženo po celé

galaxii

• nejvíce záˇrení z jádra galaxie Galaxie

28/47



Kanibalismus galaxií • nepravidelné galaxie – nekteré ˇ „deformované“ spirální

galaxie • tesné ˇ pˇriblížení dvou galaxií a následná srážka (velice

pomalý proces – 108 − 109 let) –> menší galaxie pohlcena, vetší ˇ zhoustne

Galaxie

29/47



Kanibalismus galaxií • nepravidelné galaxie – nekteré ˇ „deformované“ spirální

galaxie • tesné ˇ pˇriblížení dvou galaxií a následná srážka (velice

pomalý proces – 108 − 109 let) –> menší galaxie pohlcena, vetší ˇ zhoustne • trajektorie hvezd ˇ v galaxiích silneˇ zmen ˇ eny ˇ (pˇrímé srážky

nehrozí), mezihvezdný ˇ materiál promíchán a zahušten ˇ – pˇrekotná tvorba nových hvezd ˇ

Galaxie

29/47



Kanibalismus v Hydˇre?

• dveˇ galaxie (NGC 3314) • neinteragují – každá jinak

daleko!

Galaxie

30/47



Kanibalismus ve Velkém psu

Galaxie

31/47


Místní skupina galaxií • galaxie vetšinou ˇ v párech až skupinách

Galaxie

32/47


Místní skupina galaxií • galaxie vetšinou ˇ v párech až skupinách • Galaxie + M31 + M33 + LMC + SMC – naše místní skupina

Galaxie

32/47


Místní skupina galaxií • galaxie vetšinou ˇ v párech až skupinách • Galaxie + M31 + M33 + LMC + SMC – naše místní skupina • oblast o prum ˚ eru ˇ asi 800 kpc

Galaxie

32/47


Místní skupina galaxií • galaxie vetšinou ˇ v párech až skupinách • Galaxie + M31 + M33 + LMC + SMC – naše místní skupina • oblast o prum ˚ eru ˇ asi 800 kpc • místní skupiny galaxií tvoˇrí tzv. clustery galaxií

Galaxie

32/47


Kupy galaxií – clusters • nejvetší ˇ gravitaˇcneˇ vázané struktury ve vesmíru

Galaxie

33/47


Kupy galaxií – clusters • nejvetší ˇ gravitaˇcneˇ vázané struktury ve vesmíru • prum ˚ ery ˇ ˇrádoveˇ Mpc

Galaxie

33/47


Kupy galaxií – clusters • nejvetší ˇ gravitaˇcneˇ vázané struktury ve vesmíru • prum ˚ ery ˇ ˇrádoveˇ Mpc • obsahují desítky až desetitisíce galaxií, mezigalaktickou

hmotu a temnou hmotu

Galaxie

33/47



hmotu a temnou hmotu • M ∼ (1014 − 1015 ) M

Galaxie

33/47



hmotu a temnou hmotu • M ∼ (1014 − 1015 ) M • jednotlivé galaxie – neuspoˇrádaný pohyb, kupa nerotuje

Galaxie

33/47



hmotu a temnou hmotu • M ∼ (1014 − 1015 ) M • jednotlivé galaxie – neuspoˇrádaný pohyb, kupa nerotuje • v centru obvykle obˇrí eliptické galaxie Galaxie

33/47


"Typická" kupa – Virgo • 2500 galaxií • prum ˚ er ˇ 3 Mpc • vzdálenost 17 Mpc • stˇrední vzdálenost sousedních

galaxií 100 kpc

Galaxie

34/47


"Obˇrí" kupa – Coma Berenices

• 25000 galaxií • prum ˚ er ˇ 8 Mpc • vzdálenost 105 Mpc

Galaxie

35/47


Vetší ˇ struktury

• nadkupy galaxií = kupy galaxií v prostoru ve shlucích –

nejsou gravitaˇcneˇ vázané objekty! + cˇ asem se rozpadají

Galaxie

36/47


Vetší ˇ struktury

• nadkupy galaxií = kupy galaxií v prostoru ve shlucích –

nejsou gravitaˇcneˇ vázané objekty! + cˇ asem se rozpadají • buneˇ cná ˇ struktura = bunky ˇ o rozmerech ˇ (50-150) Mpc;

nepravidelné tvary

Galaxie

36/47


Buneˇ ˇ cná struktura

Galaxie

37/47


Vetší ˇ struktury • nadkupy galaxií = kupy galaxií v prostoru ve shlucích –

nejsou gravitaˇcneˇ vázané objekty! + cˇ asem se rozpadají • buneˇ cná ˇ struktura = bunky ˇ o rozmerech ˇ (50-150) Mpc;

nepravidelná struktura • filamenty = dlouhá vlákna galaxií; uspokojivé vysvetlení ˇ

ˇ (1,37 Gly) pro tyto útvary není (nejdelší „SDSS Velká zed“ 2003)

Galaxie

38/47


Filamenty

Galaxie

39/47


Galaxie

40/47


Galaxie

41/47


Galaxie

42/47


Galaxie

43/47


Galaxie

44/47


Galaxie

45/47


Galaxie

46/47


Galaxie

47/47

47

Recommend Documents