Vi ser Vintergatan som ett dimmaktigt bälte över himmelen.



Relevanta dokument
Universums expansion och storskaliga struktur Ulf Torkelsson

1755: Immanuel Kant, The Universal Natural History and Theories of the Heavens.

CO i en spiralgalax. Vintergatans spiralmönster. Vintergatans uppbyggnad. Spiralgalaxen M 83. Den neutrala vätgasens v. fördelning f Vintergatan

Vår galax, Vintergatan

CO i en spiralgalax. Vintergatans spiralmö. Vintergatans uppbyggnad. Spiralgalaxen M 83. fördelning i Vintergatan. Den neutrala vä.

Orienteringskurs i astronomi Föreläsning 10, Galaxer, kapitel 10. Bengt Edvardsson

Universums tidskalor - från stjärnor till galaxer

Astronomi. Vetenskapen om himlakropparna och universum

Kvasarer och aktiva galaxer

Orienteringskurs i astronomi Föreläsning 9, Bengt Edvardsson

Upplägg. Översiktskurs i astronomi Lektion 11: Galaxer och kosmologi. Vår lokala galaxgrupp. Virgohopen. Kannibalgalaxer i galaxhopars centrum

Introduktion. Stjärnor bildas, producerar energi, upphör producera energi = stjärnor föds, lever och dör.

Mörk materia och det tidiga universum Joakim Edsjö Stockholms Universitet

Kosmologi. Universums utveckling. MN Institutionen för astronomi. Av rättighetsskäl är de flesta bilder från Wikipedia, om inte annat anges

Orienteringskurs i astronomi Föreläsning 1, Bengt Edvardsson

Vanlig materia (atomer, molekyler etc.) c:a 4%

Solen i dag.

Edwin Hubbles stora upptäckt 1929

Dopplereffekten. Öppna stjärnhopar. Alla har vi erfarit, att ljudsignalen från ett utryckningsfordon

Astronomi. Hästhuvudnebulosan. Neil Armstrong rymdresenär.

Kosmologin söker svar bl.a. på: Hur uppkom universum? Hur gammalt är universum? Hur är materian och energin fördelad?

Innehållsförteckning. Innehållsförteckning 1 Rymden 3. Solen 3 Månen 3 Jorden 4 Stjärnor 4 Galaxer 4 Nebulosor 5. Upptäck universum med Cosmonova 3

Science Night Rymden nu och framåt Aktuell forskning om rymden som utgångspunkt för intresseskapande fysik.

Kosmologi. Kosmos (grek., världsalltet, världsordningen, världen, god ordning ), i astronomin det samma som världsalltet, universum.

Kosmologi efter elektrosvagt symmetribrott

Solen och andra stjärnor 24 juli Stefan Larsson. Mer kap 3 Stjärnors egenskaper

En rundvandring i rymden

Introduktion till Kosmologi

Sett i ett lite större perspektiv

Kosmologi. Ulf Torkelsson Teoretisk fysik CTH/GU

Kalla Vindar ( och Heta Galaxkärnor) Susanne Aalto Rymd och Geovetenskap Chalmers

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

Stjärnors födslar och död

Dramatik i stjärnornas barnkammare av Magnus Gålfalk (text och bild)

Solsystemet samt planeter och liv i universum

Stjärnors död samt neutronstjärnor. Planetära nebulosan NGC (New General Catalogue) Kattöganebulosan

Vintergatan. Universums byggnad, 8 april 2008 Albert Nummelin

Universum. en symfoni i skönhet och elegans

Från Big Bang till universums acceleration

Kardashev typ I. Upplägg. Kardashev typ II. Davies: kapitel 7-8. Kardashev-skalan. Kardashev typ III

förut sett från någon av dessa spiralnebulosor. Idag heter galaxen NGC 1068 och det är den första aktiva galaxen som någonsin upptäcktes. Förmodligen

Översiktskurs i astronomi Lektion 3: Ljus och teleskop

Stjärnorna och deras utveckling

Varifrån kommer grundämnena på jorden och i universum? Tom Lönnroth Institutionen för fysik, Åbo Akademi, Finland

Konsten att "se" det osynliga. Om indirekta metoder att upptäcka exoplaneter

VARFÖR MÖRK ENERGI HAR EN ANMÄRKNINGSVÄRT LITET VÄRDE. Ahmad Sudirman

att båda rör sig ett varv runt masscentrum på samma tid. Planet

Fenomenala rymdbilder - en utställning i Kungsträdgården

Galaxhopar Kollisioner i hopar är vanliga Avstånden mellan medlemmarna är små och de stora galaxerna äter succesivt upp de mindre

Astronomin och sökandet efter liv där ute. Sofia Feltzing Professor vid Lunds universitet

Svarta hålens tio i topp

Kosmologin söker svar bl.a. på: Hur uppkom universum? Hur gammalt är universum? Hur är materian och energin fördelad?

Universum en resa genom kosmos. Jämförande planetologi. Uppkomsten av solsystem

Del 1. Introduktion till ett nytt. Naturvetenskapligt. Paradigm

Upptäckten av gravitationsvågor

Peter Lundström. Innan vi startar vår resa, kan det vara på sin plats med ett par förklaringar av några termer vi kommer att använda oss av.

Kumla Solsystemsmodell. Skalenlig modell av solsystemet

Relativitetsteorins grunder, våren 2016 Räkneövning 6 Lösningar

solen ( 4. Stjärnor) planeterna och deras månar asteroider och meteoroider kometer interplanetär stoft, gas, mm.

Thomas Hackman ESO-centrum, Turun yliopisto & Institutionen för fysik, Helsingfors universitet

Chockvågor. En gång var de astronomins största ouppklarade mysterium. Andreas Johansson berättar om vår nya bild av gammablixtarna.

Vilken av dessa nivåer i väte har lägst energi?

Livsbetingelser i Universum Föreläsning 8 Liv i andra stjärnsystem

Citation for the original published paper (version of record):

Stjärnors spektralklasser; dubbelstjärnor Ulf Torkelsson

Maria Österlund. Ut i rymden. Mattecirkeln Tid 2

FINALTÄVLING SVENSKA FYSIKERSAMFUNDET

Instuderingsfrågor i astronomi Svaren finns i föreläsningarna eller i kursboken

Allt börjar... Big Bang. Population III-stjärnor. Supernova-explosioner. Stjärnor bildas

Observationer i Perseus stjärnbild

Gravitationens gåta Ett nytt förslag till lösning Av Josef Kemény, 2008

Universum. Stjärnbilder och Världsbilder

CYGNUS. Länktips! Kallelse: Årsmöte 14 mars 2013

Preonstjä. av Johan Hansson och Fredrik Sandin

Rörelsemängd och energi

Femtio år sedan visste jag inte mycket om galaxer. Men

Planeter Stjärnor Galaxer Uppgifter

Från nebulosor till svarta hål stjärnors födelse, liv och död

D är teleskopets objektivs diameter (="öppningen") och λ är våglängden. Ju större teleskop, desto mindre detaljer kan urskiljas.

Universums mörka hemlighet

Dessa egenskaper hos bakgrundsstrålningen har observerats

Lösningar - Rätt val anges med fet stil i förekommande fall (obs att svaren på essäfrågorna inte är uttömmande).

101-åringen som klev ut ur teorin Om gravitationsvågor (2016) och Einsteins allmänna relativitetsteori (1915)

Intelligent liv i Universum Är vi ensamma? Föreläsning 9: Supercivilisationer och superteknologi

Solens energi alstras genom fusionsreaktioner

Absolut tid och rum. Statiskt Oändligt. Olbers paradox von Seeligers paradox

Vår galax Vintergatan sedd från sidan. Vår galax Vintergatan sedd uppifrån

Viktig information, aktualiteter! Vi träffas första gång år 2016, på Industrimuséet tisdagen den 12 januari.

Fysik. Arbetslag: Gamma Klass: 8 C, D Veckor: 43-51, ht-2015 Akustik och optik (ljud och ljus) och astronomi Utdrag ur kursplanen i fysik:

Solsystemet. Lektion 15 (kap 7-8)

Upplägg. Big Bang. Rekombinationen I. Översiktskurs i astronomi Lektion 12: Universums barndom och framtid. Ett strå. strålningsdominerat universum

STÖRST OCH COOLAST AGB-STJÄRNOR

Översiktskurs i astronomi Lektion 6: Planetsystem forts. Solsystemet I: Banor. Solsystemet II: Banplanet

Innehåll

Varför bar Fuglesang blöjor? Allt du vill veta om rymden

Inspirationsdag i astronomi. Innehåll. Centret för livslångt lärande vid Åbo Akademi Vasa, 24 mars 2011

Svarta hål lyser upp universum

Relativistisk energi. Relativistisk energi (forts) Ekin. I bevarad energi ingår summan av kinetisk energi och massenergi. udu.

Syfte Att öka elevernas förståelse för delar av rymden, rymdteknik samt ta del av rymdutställningen på ett elevaktivt sätt.

Solsystemet II: Banplanet. Solsystemet I: Banor. Jordens magnetfält I. Solsystemet III: Rotationsaxelns lutning mot banplanet. Solvind 11.

Transkript:

6 Galaxer Galaxerna är de synliga "byggstenarna" av universum. Man räknar med att det finns 170 miljarder galaxer i den observerbara delen av universum, dvs. inom ca 14 miljarder ljusår. Galaxernas storlek varierar: massan 10 7 10 13 M radien 0.5-100 kpc Solen hör till Vintergatan: Spiralgalax med 200-400 miljarder stjärnor Solen är ca 8 kpc från Vintergatans centrum. Äldsta stjärnorna ca 13 miljarder år gamla. Spiralalaxen M109 anses likna Vintergatan. (Perkins/AstroCruise) 117

6.1 Vintergatans struktur Vi ser Vintergatan som ett dimmaktigt bälte över himmelen. Vintergatan i 360 o :s panorama (K. Lundmark, Lund Obs.) Interstellära absorptionen vi ser (optiskt) endast de närmaste spiralarmarna. I infrarött framträder Vintergatans skiva och centrum. (Bild: Caltech/Univ. of Mass.) 118

Första försöken att räkna ut Vintergatans struktur: William Herschel (1785) Fördelningen av klotformiga stjärnhopar Vintergatans massmedelpunkt ca 8 kpc från solen. (Bild: Shapley, 1918) Vintergatans spiralstruktur verifierades bl.a. med fördelningen av H i -regioner. 119

Vintergatans struktur: diskusliknande skiva, ca 2 kpc tjock, ca 30 kpc i diameter. utbuktande kärna med hög stjärntäthet antagligen stavform + spiralarmar sfärisk halo med klotformiga stjärnhopar korona med gles het gas mörk materia Bilder: NASA Spiralgalaxen NGC 1232 påminner om Vintergatan. 120

Två populationer av stjärnor i Vintergatan: Population I: stjärnor som rör sig i närapå cirkulära banor i Vintergatanas plan yngre stjärnor nya bildas i spiralarmarna Population II: stjärnor i banor oberoende av Vintergatans plan, t.ex. klotformiga stjärnhopar gamla stjärnor (t.o.m. 13 miljarder år gamla) De första stjärnorna som uppstod betecknas med population III. Dessa var troligen stora stjärnor som brann slut snabbt observeras inte i Vintergatan. 121

Vintergatans rotation: differentiell (inte som fast kropp) följer Oorts lag det tar ca 250 miljoner år för solen att fullfölja ett varv rotationskurvan avslöjar mängden massa som finns i Vintergatan, mera massa snabbare rotation rotationskurvan antyder att det finns stora mängder av mörk materia Spiralarmarna: täthetsvåg: Uppstått genom gravitationell samverkan av all materia i galaxen och kollisioner med mindre galaxer nya stjärnor bildas: Unga objekt är koncentrerade till spiralarmarna mellan spiralarmarna: äldre population I stjärnor 122

Vintergatans centrum: Troligen en klotformig stjärnhop med en stjärntäthet tiotusentals gånger större än solens omgivning I den innersta delen troligen ett massivt svart hål, M 2.5 10 6 M (M = solens massa) Vintergatans centrum, Sagittarius A*, är osynligt visuellt (extinktionen), men kan observeras med röntgen-, infraröd- och radioteleskop Sgr A* i röntgen (Chandra, NASA/CXC/MIT/ F.K.Baganoff et al.) och 20 cm:s radiovågor (VLA, National Radio Astronomy Observatory/AUI) 123

6.2 Vintergatans uppkomst Observationer: Äldre stjärnor (de klotformiga stjärnhoparna) bildar ett sfäriskt system, ju yngre stjärnor, desto mer koncentrerade till Vintergatans plan. Vintergatans äldsta stjärnor har en ålder nära universums ålder. Rester av mindre galaxer som Vintergatan "svalt" Rester av stjärnor från en dvärg-galax, och stjärnströmmar i Vintergatans halo (National Optical Astronomy Observatories/SWIFT) 124

Modeller för Vintergatans uppkomst: "Uppifrån ned"-modellen Vintergatan uppkom strax efter universums uppkomst ur ett enormt roterande gasmoln. Gasmolnet komprimerades och fragmenterades klotformiga stjärnhopar och Vintergatans centrum bildades. "Nedifrån upp"-modellen Först uppkom många små galaxer Vintergatan bildades när dessa kolliderade och fusionerades Den interstellära materian komprimerades till rotationsplanet diskusliknande struktur. Spiralarmarna uppkom genom samverkan av stjärnornas och den mörka materians gravitation. I mitten av Vintergatan uppstod ett svart hål, som samlade materia. 125

6.3 Vintergatans framtid Vintergatan och Andromeda galaxen närmar sig varandra med radialhastigheten v r 300 km/s. om ca 4 miljarder år kommer de att mötas. Möjligt scenario för en kollision mellan Vintargatan och Andromeda galaxen: Liten sannolikhet för kollision för enskilda stjärnor Flera nära möten där galaxernas ytterdelar rör sig genom varandra En del stjärnor kastas ut från galaxerna eller övertas av den andra galaxen under nära möten Till slut smälter galaxerna samman till en större galax Starka gravitationella störningar stjärnproduktionen ökar Massiva svarta hålen i centrum av galaxerna kan aktiveras Slutresultat: Troligen en elliptisk galax 126

6.4 Klassificering av galaxer Galaxernas storlek varierar: M 10 7 10 13 M (normal materia) radien 0.5-100 kpc Galaxer kan klassificeras enligt deras form (Hubbles stämgaffel, STSci): Hubbles klassificering är är ingen utvecklingssekvens, men det sker evolution bland galaxerna. 127

Elliptiska galaxer (E0, E1...): har formen av en ellips(oid) innehåller mycket lite gas roterar långsamt specialtyper: jätte-ellipser (cd) och dvärg-ellipser (de) Spiralgalaxer: central kärna tillplattad skiva med spiralarmar innehåller 2-15 % gas roterar snabbt vanliga spiralgalaxer (Sa,Sb, Sc) och stavspiralgalaxer (SBa, SBb, SBc) Linsformade galaxer: mellanform mellan de elliptiska och spiralgalaxerna Oregelbundna galaxer: innehåller ofta mycket gas två typer: Irr I och Irr II 128

6.5 Aktiva galaxer Aktiva galaxer: har avvikande strålning kan ha extremt hög luminositet ofta (radio) synkrotronstrålning ex. radiogalaxer (elliptiska galaxer), seyfertgalaxer (oftast spiralgalaxer) NGC 1097 i infrarött NGC 5532, optiskt och radio Bilder: Gemini Obs./N OAO/AbuT eam, N RAO/AU I aktiviteten anses vara tecken på massiva svarta hål i galaxernas kärna. 129

Kvasarer(= kvasistellära objekt):. Mycket avlägsna extremt starka punktlika ljuskällor. Strålningen kan motsvarar hundratals galaxer och kommer från ett område som motsvarar solsystemets storlek. Massivt svart hål. Man har identifierat galaxer runt de flesta kvasarerna kvasarerna är extremt aktiva galax-kärnor. Kvasarer ofta i galaxer som störts gravitationellt (nära passage eller kollision med en annan galax). Kvasarer förekom mest då universum var ca 2 miljarder år gammalt. Q2345+007A,B Kvasaren 3C 273 och (röntgen, Chandra) dess värdgalax (Hubble ST) 130

6.6 Galaxhopar Galaxerna är inte jämt fördelade i rymden utan samlade i grupper och hopar Bild: ESO. Vintergatan tillhör den lokala gruppen: > 50 galaxer tre stora: Vintergatan, M31 och M33 de två första har åtminstone 14 resp. 24 följeslagare; dvärgellipser eller små oregelbundna Vintergatans följeslagare: Bl.a. Stora och Lilla Magellanska molnen 131

Galaxhopar: ett större antal galaxer (minst 50 ljusstarka galaxer): Ex. Virgo- och Coma-hopen. "Kollisioner" / nära växelverkan inom hopen. Ex.: Vintergatan och Andromedagalaxen möts om ca 4 miljarder år. Stora elliptiska galaxer kan ha uppstått genom kollisioner N GC 4038/9 (HST) Galaxgrupper och -hopar bildar större system: superhopar Den lokala gruppen för till Virgo superhopen Större enheter än superhopar finns inte 132

Superhoparna och hoparna bildar en nätaktig struktur: Hoparna bildar "kedjor" eller "väggar", mellan vilka det finns tomma områden. Distributionen av galaxer inom 100 Mpc (More et al. 1992), distributionen av rödskiftning för 4000 galaxer (Geller & Huchra 1989)samt infraröd panoramabild med Vintergatan i förgrunden (Jarrett, IPAC/CALTECH). 133

6.7 Gravitationslinser Gravitationen kröker rymden ljuset böjs gravitationslins: Gravitationslinser kan förstora och förvränga bilden av t.ex. galaxer som finns bakom linsen (t.ex. en galaxhop) Då ljuset böjs vid mindre kroppar, t.ex. av planetstorlek mikrolinser. Med gravitationslinser kan man mäta: rymdens krökning massan för galaxer och galaxhopar avstånd mörk materia Bilder: NCSA, STScI 134