Globaalf

1
Globaalfüüsika - Kosmos

• Mirt Gramann
• Tartu Observatoorium

2
Programm

• 1. Päikesesüsteem
• 2. Tähed
• 3. Meie Galaktika
• 4. Galaktikad
• 5. Kosmoloogia
• 6. Universumi tekkimine ja arenemine

3
Meie Galaktika
4
Galaktika spiraalstrukuur
5
Maailmapildi muutus 1920. aastatel

• Alles vähem kui sada aastat tagasi arvati, et
• - Päike on maailma keskpunkt
• - Meie Galaktika omadusi samastati kogu
  maailma omadustega
• 1918 H. Shapley kerasparvede jaotus gt Päike
  ei ole maailma
• tsentris Galaktika mõõtmed
  - 30 kpc
• 1920 Shapley Curtis - Great Debate
  udukogude olemus
• 1925 Hubble Andromeda kaugus peale meie
  Galaktika on veel tuhandeid teisi.
• Maailm osutus miljoneid korda suuremaks kui varem
  meie
• Galaktika mõõtmeid arvestades arvati.

6
4. Galaktikad

• 4.1 Galaktikate omadused
• 4.2 Aktiivsed galaktikad
• 4.3 Galaktikate kaugused
• 4.4 Galaktikate ruumjaotus
• 4.5 Väga kauged galaktikad

7
Coma parv 100 Mpc kaugusel
8
4.1 Galaktikate omadused

• 1. Morfoloogia
• 2. Heledus - nõrgad vs heledad
• 3. Värvus - punased vs sinised
• Elliptilised punasemad ja spiraalid sinisemad
• 4. Gaasi sisaldus gaasi rikkad vs gaasi vaened
• 5. Tähetekke kiirus - vaikne vs tähetekke
  pursked
• 6. Tuumade aktiivsus normaalne vs aktiivne

9
Galaktikate morfoloogia

• Neli põhilist tüüpi
• Spiraalsed
• Varbspiraalsed
• Kokku 70
• Elliptilised - 22
• Irregulaarsed - 8
• Hubble - 1924

10
Spiraalsed galaktikad - S

• Tsentraalne mõhn koos keskel oleva tiheda tuumaga
• Ulatuslik halo nõrkadest ja vanadest tähtedest
• Lame ketas koos spiraalharudega
• Jagatud alamklassideks Sa, Sb, Sc vastavalt
• tsentraalse mõhna suurusele ja spiraalide
  keerdumisele

11
Spiraalgalaktikad
12
Sombrero galaktika
13
Varbspiraalsed galaktikad - Sb

• Põhijoontes sarnased tavaliste spiraalidega.
• Erinevus tuuma ja spiraale ühendava sirge varda
  
• olemasolu, mis sisaldab nii tähti kui ka gaasi ja
  tolmu.

14
Varbspiraalsed galaktikad
15
Elliptilised galaktikad - E

• Puuduvad spiraalharud ja üldiselt ka ketas
• Jagatud alamklassideks E0, E1, .., E7,
• vastavalt elliptilisusele
• Puudub külm gaas ja tolm.
• Ulatuslik kuumast ( 106 K) gaasist koosnev halo.
  

16
Elliptilised galaktikad
17
Elliptilised galaktikad - E

• Väga erinevate mõõtmete ja tähtede arvuga.
• Hiidelliptilised (giant ellipticals) - 200 kpc,
• 1012 tähte
• Kääbuselliptilised - 1kpc, 106 tähte
• Kääbuseid oluliselt rohkem 10 1

18
Lentikulaarsed galaktikad S0

• Vahepealsed E7 elliptiliste ja Sa spiraalsete
• vahel. Neil on ketas ja mõhn, kuid ei ole
• gaasi ja spiraalharusid.

19
Lentikulaarsed galaktikad
20
Irregulaarsed galaktikad

• Palju tähtedevahelist ainet ja noori tähti, kuid
• puudub regulaarne struktuur.
• 109 tähte
• Väiksemad kääbusirregulaarsed

21
Magalhaesi pilved - kaugus 50 kpc
22
Erinevat tüüpi galaktikate omadused
23
(No Transcript)
24
Galaktikate spektrid
25
Tähtede spektrid
26
(No Transcript)
27
Bimodaalsus galaktikate värvide jaotuses
28
Mõõtmed ja heledused elliptilistel galaktikatel
29
Mõõtmed ja heledused spiraalgalaktikatel
30
Morfoloogia-tiheduse seos
31
4.2 Aktiivsed galaktikad

• Oluline osa (gt40) väga heledatest galaktikatest
• on nn aktiivsed galaktikad
• 1. Spektrid erinevad enamik kiirgusest ei tule
  tähtedelt
• 2. Heledused võivad olla väga suured
• Aktiivsus seotud galaktika tuumaga. Selliseid
  süsteeme
• nimetatakse ka aktiivseteks galaktika tuumadeks
  (AGN).
• 1. Seyfert galaktikad gt kiire ajas muutuvus,
  suur osa kiirgust IR ja raadio piirkonnas
• 2. Raadio galaktikad -gt suur osa kiirgust raadio
  lainetel
• 3. Kvasarid tähesarnased objektid, kuid hästi
  kaugel ja väga heledad.

32
(No Transcript)
33
Seyfert galaktika
34
Raadiogalaktika
35
Kvasar
36
Aktiivse galaktika tuum
37
(No Transcript)
38
(No Transcript)
39
4.3 Galaktikate kaugused
40
(No Transcript)
41
Standardküünlad

• Astronoomilised objektid, mille heledus L
• on teada (nt. heleduskõvera järgi)
• Võrreldes näiva heledusega saame leida kauguse
• Väga heledad objektid.
• Näiteks esimest tüüpi supernoovad.

42
Tully Fisher relation

• Seos spiraalgalaktikate pöörlemiskiiruse ja
• heleduse vahel.
• Saame leida galaktika heleduse tema
• pöörlemiskiiruse järgi.
• Võrreldes näiva heledusega saame leida kauguse.

43
Galaktika pöörlemine
21-cm joon
44
(No Transcript)
45
Universumi paisumine
46
Hubble seadus v H0D
H0 70 km/s/ Mpc
47
(No Transcript)
48
4.4 Galaktikate ruumjaotus

• Grupid ja parved R 1-3 Mpc
• Galaktikate superparved R 10 300 Mpc

49
(No Transcript)
50
(No Transcript)
51
(No Transcript)
52
(No Transcript)
53
(No Transcript)
54
4.5 Väga kauged galaktikad
55
Väga kaugete galaktikate uurimine - HST
56
How far out in the universe, we are able to
observe galaxies?

• We use redshift (z (lobs- lem)/l em) as a
  flag for distance.
• (If z ltlt 1, r cz /H0 4000 z Mpc z 0.005
  -gt 20 Mpc)
• 
  
• 1950 galaxies at z 0.1
• 1960 radio galaxy 2C295, z 0.46
• Quasars 1965 - z 2 (3C9) 1973 - z 3.7
  1987 - z 4
• 1988 galaxy z 3.3 and after HST (HDF) 1995
  z 5
• 2005 - first z 6 quasars and galaxies
  identified
• 2010 galaxies at z 10 - 20
• CMB z 1100 (epoch of recombination)

57
Lyman-break tehnika kasutamine kaugete
galaktikate otsimiseks
U 3600 B 4400 V 5400 i 7750 z 8500
l obs (1z) l rest
l restlt 1216 A toimub neeldumine
ja
Nt. (16) x 1216 8512

58
(No Transcript)
59
Viimasel ajal on lisandunud väga palju andmeid
galaktikate erinevate omaduste evolutsiooni
kohta- morfoloogia- tähetekkekiirus-
heledused- värvid- mõõtmed
60
(No Transcript)
61
Star formation history
62
Erinevat tüüpi galaktikate panus SFR tihedusse