Elliptische Galaxien

Elliptische Galaxien
Max Camenzind
Akademie HD
Oktober 2015
Messier 96 / WFC3 HST / Staub & HII
Ellipsen im
Virgo-Haufen
Messier 87
Jungfrau
Zentralgalaxie
im
Virgohaufen
Radialgeschw
1266 km/s
Entfernung:
54 Mio. LJ
MB = -23 mag
Messier 87 CFHT
Messier 87 HST
Messier 86 & 84
IC 2006 / HST / Radialgeschw.: 1382 km/s
NGC 3923 / HST
Riesen-Ellipse
ESO 325-G004
Riesen-Ellipse
dominiert
Galaxienhaufen
Elliptische Galaxien - Photometrie
Elliptische Galaxien unterscheiden sich deutlich von den Spiralgalaxien:
Sie haben keine Spiralarme und zeigen eine kreisförmige oder elliptische Form
und sind ansonsten strukturlos. Elliptische Galaxien kommen in Riesen- und im
Zwergformat vor. Elliptische Riesengalaxien sind wahre Giganten im Kosmos und
können bis zu 1 Billion (!) Sterne enthalten und von einigen Tausend
Kugelsternhaufen umgeben sein!
Elliptische Galaxien werden mit dem Buchstaben E gekennzeichnet, gefolgt von einer
Zahl, die den Grad der Abplattung angibt. Eine 0 bedeutet eine kreisrunde Galaxie,
und 7 eine extrem abgeplattete Galaxie. Diese Einteilung, die auf den Astronom
Edwin Hubble zurückgeht, berücksichtigt aber nur das Aussehen. Heute gibt es eine
genauere Einteilung elliptischer Galaxien, die auch den Typ mit berücksichtigt.
Im Gegensatz zu Spiralgalaxien scheinen elliptische Galaxien kaum Gas- und
Staubmassen zu enthalten. Sie bestehen überwiegend aus roten und damit alten
Sternen. Die Sternentstehung scheint in ihnen fast zum Erliegen gekommen zu sein.
Hubble hatte damals vermutet, dass sich aus elliptischen Galaxien einmal
Spiralgalaxien entwickeln. Die heutige Theorie geht genau anders herum: durch
Merging von Spiralgalaxien entstehen elliptische Galaxien (Toomre-Vermutung).
Elliptische Galaxien: Helligkeits-Profil
Messier 86: SDSS gri
 Schneller Abfall + Halo
12 arcsec = 1 kpc
Dist = 16 Mpc
Messier 87: 2MASS JKH
Messier 87: SDSS gri
 Schneller Abfall + Halo
12 arcsec = 1 kpc
Dist = 16 Mpc
Elliptische Galaxien: Sersic-Profil
 Schlechte globale Näherung
Elliptische Galaxien: Cores & Cusps
Elliptische Galaxien: Spektrum
 Kein UV!  alte Sterne
Elliptische Galaxien rotieren langsam
Warum
abgeplattet?
Typen von Elliptischen Galaxien
Normale elliptische Galaxien (E)
Sie haben Durchmesser von einigen Hunderttausend Lichtjahren und enthalten
einige 100 Milliarden Sterne. Sie haben mittlere bis hohe Helligkeiten. Beispiel: M
86, M 84 im Virgohaufen – in der Lokalen Gruppe nicht vertreten.
Elliptische Riesengalaxien (cD)
Sie sind wahre Giganten im Universum und haben Durchmesser bis zu 3 Millionen
Lichtjahren (das ist mehr als der Abstand zwischen dem Milchstraßensystem und
der Andromedagalaxie!) und enthalten bis zu 1 Billion Sterne! Meist findet man sie
im Zentrum von Galaxienhaufen. Sie sind wahrscheinlich das Ergebnis zahlreicher
Verschmelzungen von Galaxien. Beispiel: NGC 4881 im Coma-Haufen.
Elliptische Zwerggalaxien (dE)
Sie haben Durchmesser von 3.000 bis 30.000 Lichtjahren. Ihre Helligkeit ist deutlich
schwächer als die von normalen elliptischen Galaxien. Beispiel: M 32, Begleiter der
Andromedagalaxie M 31.
Kugelförmige Zwerggalaxien (dSph)
Sehr schwache kleine Galaxien mit kugelförmiger Form. Sie sind bis jetzt aufgrund
ihrer geringen Helligkeit nur in der Umgebung des Milchstraßensystems beobachtet
worden. Beispiel: M 110, ein weiterer Begleiter der Andromedagalaxie M 31.
Elliptische cD Riesen-Galaxie Hercules-Haufen
Messier 32 – Typ dE – Begleiter von M 31
Messier 110 – Typ dSph
Elliptische Galaxien  Radiogalaxien
In den letzten Jahren haben wir durch verbesserte Beobachtungstechniken wie
adaptive Optiken und Weltraumteleskope (Hubble) viel über elliptische Galaxien
dazugelernt. So zeigen auch elliptische Galaxien durchaus Strukturen z. B. bei
Helligkeitsanalysen. Im Innern zeigen viele elliptische Galaxien Scheiben oder Kerne,
die oft eine andere Rotation haben, wie die übrigen Sterne der Galaxie. Die Existenz
solcher Scheiben oder Kerne deutet darauf hin, daß große elliptische Galaxien durch
die Verschmelzung mehrerer Galaxien entstanden sind. Durch weitere Kollisionen
können daraus dann die schon erwähnten elliptischen Riesengalaxien vom Typ cD
werden. Sind zumindest die großen elliptischen Galaxien ursprünglich aus der
Kollision von Spiralgalaxien entstanden?
Auch die Aussage, elliptische Galaxien enthalten kein Gas, ist heute bereits
Geschichte. Richtig ist, dass in ihrem Innern kaum Gas vorhanden ist.
Untersuchungen mit Röntgensatelliten haben aber gezeigt, dass elliptische Galaxien
von ausgedehnten Wolken sehr heißen Gases umgeben sind. Die Auswertung dieser
Daten dauert allerdings noch an. Die Erforschung der elliptischen Galaxien ist noch in
vollem Gange!
Elliptische Galaxien zeigen häufig zentrale Aktivität  Radio-Galaxien wie M 87,
Cen A, Cygnus A, Hercules A, Perseus A etc.
Staubscheibe in Elliptischen Galaxien
Punktquelle
Core der
Ellipse
Halo der
Ellipse
Cygnus A – Radio (VLA) & Röntgen (CXO)
Strukturen einer Radiogalaxie Cyg A
Radiogalaxien und Quasare
Schwarze Löcher erzeugen Jets
Jets erzeugen Blasen im
Intergalaktischen Medium
Radiogalaxie Perseus A – Röntgen CXO
Radiogalaxie Hercules A - VLA
Hercules A mit Radiostrahlung VLA
Entfernung: 645 Mpc
Muttergalaxie: Riesen-Ellipse E3
Hercules A mit Röntgenstrahlung (CXO)
Radiogalaxie Centaurus A – optisch Ellipse
Radiogalaxie Centaurus A - optisch
Cen A – optisch HST
Radiogalaxie Centaurus A – optisch - Radio