Propiedades de las Galaxias El

1
Propiedades de lasGalaxias Elípticas

• Jorge Jiménez Vicente
• Depto. de Física Teórica y del Cosmos
• Universidad de Granada
• MÁSTER FISYMAT
• Astrofísica Avanzada

2
Galaxias elípticas
Son las galaxias elípticas los objetos más
aburridos del universo?
3
(No Transcript)
4
Tamaños

• Las galaxias elípticas presentan un inmenso rango
  de variación de tamaños, masas y luminosidades
• Masa - 10-6 a 5 MVL
• Radio - 10-2 a 5 RVL
• Luminosidad - 10-5 a 7 LVL

5
(No Transcript)
6
Propiedades generales y conclusiones a primera
vista
Rojas. (B-V)gt1
Distribución de luz suave
Alto brillo superficial
Forma de huevo
Poco gas y polvo
Sólo líneas de absorción
Muchos cúmulos globulares
Rotación no dominante
Más abundantes en cúmulos
Típicamente -22ltMBlt-18
Población de estrellas viejas
Sistema relajado
Muy denso
Dispersión dominante
No hay formación estelar
No hay formación estelar
Formación por interacción
Formación por interacción
Formación por interacción
Masivas
7
Fotometría y espectrometría

• La fotometría mide la cantidad de luz y
  distribución espacial. Da información sobre la
  estructura de los objetos.
• Problemas
• Efectos atmosféricos
• Brillo de cielo nocturno
• Efectos instrumentales
• Los espectros nos dan información sobre
• la composición química y la cinemática
• Intensidad de líneas metálicas (composición).
• Centro de la línea Velocidad
• Anchura de la línea Dispersión de velocidades

8
Propiedades fotométricas

• El brillo superficial de las galaxias elípticas
• se ajusta a un perfil del tipo
• I(R)I0exp(-kR1/4)
• llamada ley de de Vaucouleurs (1948)
• Normalmente se expresa como
• I(R)Ieexp(-7.67((R/Re)1/4-1))
• Re -gt Radio efectivo
• Más generalmente se usa la ley de Sérsic
• I(R)I(Re)exp-b((R/Re)1/n-1)
• Donde b se ajusta para que I(RltRe)0.5L.
• (b ? 1.999n-0.327 para ngt1)

9
Perfil de de Vaucouleurs
10
La parte central

• La parte central de las galaxias elípticas se
  desvía de la ley r1/4. Hay dos tipos de
  galaxias
• Se ajustan frecuentemente por un perfil de
  Hubble modificado
• I(R)I0/(1(R/Rc)2)
• Galaxias con core
• La parte central tiene un perfil plano.
• Galaxias tipo ley de potencia
• La parte central tiene un perfil de tipo I?R-?

11
Otras leyes

• Dehnen
• La intensidad proyectada es
• Para ?3/2 es la ley de dV.
• Para ?2 se llama ley de Jaffe y es muy utilizada
  por su conveniencia teórica.

12
Core vs Power law
13
Elípticas enanas (MBgt-18)

• Son probablemente los objetos más abundantes en
  el universo.
• Son distintas a las elípticas más brillantes.
• Algunas presentan un característico core. Se
  designan con una N.

14
Elípticas gigantes y enanas
Las elípticas enanas se ajustan mejor a un perfil
exponencial que a la ley de de Vaucouleurs. En
general, el exponente n de la ley de
Sérsic Aumenta con la luminosidad
15
Perfiles fotométricos
16
Gigantes y enanas (II)
17
Galaxias cD
18
Galaxias cD
19
Triaxialidad
El cambio en la dirección de los ejes principales
en las isofotas de las galaxias elípticas
(fundamentalmente las más luminosas) es una
indicación clara de su carácter intrínsicamente
triaxial
20
Isophotal twists
21
Elipticidad
22
Forma Discos y cajas

• Para medir la desviación de la elipticidad
• se expresa el radio de la elipse como una serie
  de Fourier en el azimut
• R(?) R0?ancos(n?) ?bnsen(n?)

23
Formas Discos y cajas

• a1,b1 contienen información sobre el centro.
• a2,b2 contienen información sobre la elipticidad
• y el ángulo de posición.
• a3,b3 contienen información sobre la asimetría.
• a4,b4 contienen información sobre la forma de
• disco o caja.
• Usualmente a3,b3,b4 son pequeños.
• El más importante es a4.
• Generalmente -0.02lta4/R0lt0.04

24
Discos y cajas Ejemplos
25
Discos y cajas Dos tipos diferentes de elípticas.
26
Discos y cajas Resultados
Propiedad Caja (a4lt0) Disco (a4gt0)
Luminosidad Alta MBlt-22 Baja MBgt-18
Rotación Pequeña v/?lt1 Alta v/??1
Achatamiento Anisotropía Rotación
Eje de rotación Cualquiera Eje menor
Forma Triaxial Obloide
Perfil central Core Ley de potencia
Densidad central Baja Alta
Luminosidad Radio Alta Baja
Luminosidad Rx Alta Baja
27
Otras estructuras
Presencia de polvo y gas Hay alguna componente
joven Capas Implican un espacio de fases
complejo -gt No tan relajadas. Posiblemente
indican acrecentamiento reciente de material
28
ISM en elípticas
29
Medio interestelar en elípticas (II)
30
Variaciones de color y metalicidad

• Las galaxias elípticas son más rojas en el centro
  que en las partes externas
• d(U-R)/dlog10r? -0.25 dFe/H/ dlog10r ?-0.22
• Las partes más internas son más viejas
• o tienen mas metales (o ambas cosas)

31
Cinemática de elípticas
32
Cinemática en elípticas (II)

• Típicamente poca rotación (y a veces en el eje
  menor)
• A veces hay elementos contrarrotantes
• Kinematically decoupled cores (con una población
  estelar diferenciada)

33
Correlaciones entre parámetros globales

• Como conjunto, las galaxias elípticas muestran
  una serie de correlaciones interesantes entre sus
  parámetros
• Relación color-magnitud
• Relación de Faber-Jackson (L vs ?)
• Relación Brillo superficial Radio efectivo
• Relación Abundancia dispersión de velocidad

34
Relación color-magnitud (Faber, 1973
Visvanathan Sandage 1977)
Las galaxias más brillantes tienen líneas de
absorción más intensas y son, en general, más
rojas (aprox 0.1 mag en (u-V) cada mag en L)
35
Relación de Faber-Jackson (Faber Jackson, 1976)
36
Relación Brillo superficial Radio
Efectivo(Kormendy, 1977)
ReltIegt-0.830.08 Las galaxias más grandes
tienen menor brillo superficial.
37
Relación abundancia dispersión
Las galaxias con dispersiones de velocidad
mayores son más ricas en metales
38
El plano fundamental

• Las relaciones anteriores presentan bastante
  dispersión intrínseca (no instrumental).
• Sería posible encontrar un conjunto (más
• amplio) de parámetros que reduzcan esa
• dispersión y den lugar a correlaciones más
• fuertes?

39
El plano fundamental (datos)
40
El plano fundamental

• Si representamos los datos de las galaxias
• Elípticas en un sistema de coordenadas
• (logRe, logltIegt, log?0), los datos están
• confinados en un plano cuya ecuación es
• logRe 0.36(ltIegt/?B)1.4log ?0
• El teorema del virial nos dice que M/Rec?e2 lo
  que, teniendo en cuenta que ltIegt½ L/(?Re2) ,
  implica
• logRe 0.4(ltIegt/?B)2log ?0log(c/2?) (M/L)-1
  
• Ambas cosas son compatibles si (M/L)?M0.2

41
La relación Dn-?
Dn??1.33

• Se deduce del plano
• Fundamental.
• Muy útil para calcular
• Distancias.

42
Galaxias elípticas

• No son tan aburridas como parecen a primera
  vista. Posiblemente, muchas han vivido los
  sucesos más violentos que pueden sucederle a una
  galaxia (han sido formadas por colisiones de
  galaxias). Son esenciales para entender los
  mecanismos de evolución galáctica.

43
(No Transcript)