Elliptische Galaxien II: Photometrie und Verteilung der Sterne www

Elliptische Galaxien II: Photometrie und Verteilung der Sterne
www.usm.uni-muenchen.de/people/burkert/lectures/E/intro.html
Konzentrische Ellipsoide
Kugel:
ρ(r) :
r 2 = x 2 + y2 + z2
2
2
2
2
r
x
y
z
ρ(m) : m 2 ≡ 2 = 2 + 2 + 2
a
a
a a
Ellipsoid:
ρ(x, y, z) = ρ(m 2 )
x 2 y2 z2
m = 2+ 2+ 2
a
b c
2
oblat
prolat
Die Elliptizitätsverteilung von Galaxien
Wenn man eine oblate Ellipse mit Achsenverhältnis c/a von zufälligen
Richtungen beobachtet erhält man die folgende Verteilung:
q
f (q) dq =
1− (c a )
Beobachtung
2
q2 − (c a )
dq
f (q)
E2
ε = 1− q
2
flach
E7
c/a=0.3
Die Helligkeitsverteilung von massereichen elliptischen Galaxien
Gesamtleuchtkraft im Filter X:
L X = 10
−0.4(M X − M ⊙ ,X )
L⊙ ,X
Tansmissionskurven verschiedener Filter-Detektoren-Systeme
Sternspektren
Die Helligkeitsverteilung von massereichen elliptischen Galaxien
 Ι( r) 
ln 

 Ie 
L⊙
pc 2
• De Vaucouleursgesetz:
14


 I(r) 
r
log10 
= − 3.3307   − 1

 Ie 
 re 

cD Galaxie in Abell 2670
gebundene
Sterne?
Das de Vaucouleurs Profil
14


 I(r) 
r
log10 
= − 3.3307   − 1

 Ie 
 re 

 Ι( r) 
ln 

 Ie 
• Effektive Helligkeit:
in  L⊙ / pc 2 
Ie = I(re )
• Leuchtkraft:
e7.67
2
2
L = ∫ 2π r I(r) dr = 8!
π
R
I
≈
7.22
π
R
e e
e I e in [ L ⊙ ]
8
( 7.67 )
0
∞
• Der Effektivradius:
re
L r ≤ re
1
= ∫ 2πr I(r) dr = L
2
0
Das Sersic-Profil
• Das Licht in großen elliptischen Galaxien ist zentral konzentriert,
im Gegensatz zu Zwergellipsen und Spiralgalaxien.
 Ι( r) 
ln 

 Ie 
gE : I(r) ∼ exp  −(r / re )1 4 
Ellipsen
S : Ι( r) ∼ exp [ − ( r rd )]
Spiralen
Sersic-Index
Sersic-Profil:
(empirisch)
{
}
1n

I(r) = I(re ) ⋅ exp −b ( r re ) − 1
b ≈ 2 ⋅ n − 0.327
Helligkeitsprofile as Funktion der Galaxienleuchtkraft
8
4
n
1
-12
MBV
M
Kontinuierliche Änderung des Sersic-Index mit abnehmender
Leuchtkraft
-24
Kerneigenschaften von Sternsystemen
Icentral
V