Welt der Galaxien.neu.key

Die Welt der Galaxien
Sterninseln im intergalaktischen Raum
• Grobe Klassifikation von Galaxien
• Elliptische Galaxien
• Spiralgalaxien und irreguläre Galaxien
• Aktive und Starburst-Galaxien, Teil I
• Leuchtkraftfunktion
Einführung in die extragalaktische Astronomie Prof. Peter Schneider & Dr. Patrick Simon
Die Welt der Galaxien
Die Milchstraße ist eine von unzählig vielen Galaxien...
Relative Größe des HUDF
Hubble Ultra Deep Field; NASA & ESA
Die Welt der Galaxien
Hubble Sequenz
frühe Typen
späte Typen
ohne Balken (S)
irreguläre Typen
Sd
Sm
um 60%
NGC1427A; HST
um 10-15%
SBd
SBm
NGC55; ESO/NASA/GALEX
Hubble’s morphologische Galaxiensequenz (optisch)
Quelle: hubblesite.org
mit Balken (SB)
• Hubbles Schema ist inzwischen mit Zwischentypen verfeinert worden
(Sab, Sbc, S(B)d, SAB’s, Sm, Im, Irr, SBm, S01, S02,S03...)
Die Welt der Galaxien
Hubble Sequenz
Edwin Hubble
• Die Hubble-Sequenz ist keine Entwicklungssequenz!
• Unterteilt beobachtete Galaxien grob in Ellipsen (E), Spiralen (S) und irregulären Galaxien (Irr).
• S0-Galaxien (“Lenticulars”) sind Übergangstypen mit dominierendem
elliptischen Bulge und rudimentär vorhandener Scheibe; seitlich betrachtet
schwer von Ellipsen unterscheidbar.
• Neben den Haupttypen gibt es weitere; viele werden vermutlich erzeugt
durch Wechselwirkung zwischen Galaxien.
Polar Ring Galaxie
Arp 147; Hubblesite.org
NGC3628; Keith Quattrocchi
Die Welt der Galaxien
Hubble Sequenz
Klassifikation von Galaxien
• Klassifikation von Objekten hängt von der Art der Beobachtung ab (und der Orientierung der Galaxie zum Beobachter).
• Am bekanntesten ist Hubble’s morphologisches Schema im Optischen.
• Andere Möglichkeiten beinhalten:
1. spektroskopische Kriterien (Emissions- oder Absorptionslinien)
2. Farben im Optischen (rote vs. blaue Galaxien)
3. Breitband-Spektralverteilung (mit/ohne Radio- oder Röntgenemission)
usw.
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Elliptische Galaxien
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Elliptische Galaxien sind Galaxien mit etwa elliptischen Isophoten ohne
erkennbare Spiralarme oder Scheibe.
Sie werden weiter unterteilt nach der Elliptizität ε=1-b/a der Isophoten,
mit a,b für die große und kleine Halbachse.
Notation: En mit n=10ε.
b
a
Quelle: Astronomy.swim.edu.au
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Radiales Helligkeitsprofil
Gerard H. de Vaucouleur
Flächenhelligkeitsprofil von
NGC 4472, gefittet mit einem
de Vaucouleur Profil.
log10
I(R)
Ie
=
R
Re
3.3307
1/4
1
I(R): Flächenhelligkeit; [I]=Lsun/pc2
Logarithmistisches Helligkeitsprofil
normaler E’s und cD’s folgt über
weiten Bereich einem Potenzgesetz.
Ie: Flächenhlgkt. am Effektivradius
Re: Effektivradius; Halblichtradius
Re
0
1
dR R I(R) =
2
dR R I(R)
0
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Helligkeit (Gesamtfluss) einer de Vaucouleur Galaxie ist folglich:
L=2
dR R I(R) = 7.215
0
2
Ie Re
Profil passt am besten für normale Ellipsen, für andere Typen gibt es Abweichungen bei größeren Abständen:
• Für E’s mit besonders großer (kleiner) Leuchtkraft fällt das Profil nach
außen hin langsamer (schneller) ab.
• Diffuse dE’s oft besser durch exponentielles Profil beschrieben.
ips
en
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
e
g
r
we
Z
No
rm
ale
Ell
“Größe”
“Helligkeit”
Helligkeitsprofile von Ellipsen folgen im Wesentlichen einer einfachen
Sequenz; sie sind skalierte Versionen von einander.
Ausnahmen sind dE und dSph; sie sind dunkler (oder ausgedehnter) im
Vergleich zu anderen Ellipsen.
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Ellipsen bilden eine breite Klasse von Galaxien, die sich stark in Leuchtkraft
und Größe unterscheiden.
Normale Ellipsen
cD Galaxien
“Giant Ellipticals” (gE)
mittlere Leuchtkraft (E)
compact elliptical (cE)
(S0 Galaxien)
Extrem leuchtkräftig (MB~-25 mag)
und groß (bis zu R~1 Mpc)
Flächenhelligkeit nahe Zentrum sehr groß
ausgedehnte diffuse Hülle
M/L-Verhältnis groß
nahe am Zentrum dichter Galaxienhaufen
-23 mag<MB<-15 mag
cD Galaxie
in Abell S0740
HST
gE Galaxy ESO 306-17; HST
Kern von M32 (cE); HST
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
cD excess
A1413 cD Galaxie
Haroso, D. & de Propris, R.,
(2009), AJ, 137, 3091
Oemler, A. Jr., (1976), ApJ, 209, 639 & Thuan, T.X., Romanishin, W., 1981, ApJ, 248, 439
• Insbesondere für cD’s is das Profil ausgedehnter.
cD’s scheinen in einem
sehr ausgedehnten, leuchtkräftigen Halo eingebettet zu sein!
cD’s leben in Zentren von Galaxienhaufen:
➠ anscheinend Zusammenhang zwischen Morphologie & Umgebung.
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
“Dwarf ellipticals” (dE)
“Dwarf spheriodals” (dSph)
ähnlich zu cE’s aber mit
deutlich kleinerer Flächenhelligkeit und niedriger
Metallizität
extrem kleines L (bis Mb~-8 mag)
und sehr kleine Flächenhelligkt.
nur in lokaler Gruppe sichtbar
“Blue compact dwarfs” (BCD)
Zwerge
dE Galaxie; NASA
B-V~0.0...0.3 (sehr blau)
enthalten viel Gas
dSph Galaxie; David Malin (AAO)
BCD NGC 1705
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Zusammensetzung von Ellipsen
• Außer BCD’s sind Ellipsen rot im Optischen ➠ alte Sternpopulation
• Verglichen mit Spiralgalaxien haben E’s relativ wenig Gas und Staub.
• Bekannte Gaskomponenten:
(a) heißes Gas (~107 K); durch Röntgenemission nachgewiesen,
(b) Hα-Emissionslinien von warmem, dünnem Gas (~104 K),
(c) kaltes Gas in HI (21cm) und CO Moleküllinien.
• Etwa Hälfte der E’s enthalten sichtbaren Staub, teilw. als Staubscheibe.
• Metallizität von E’s und S0’s steigt nach innen an (Farbgradient); Bulge von S0 roter als Scheibe.
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
S0 NGC5866; HST/NASA
Centaurus A
NGC1316 gE mit Staub; NASA und ESA (HST)
Röntgenemissionen in NGC 4649; Chandra
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
?
Warum sind Ellipsen abgeplattet?
Rotationsellipsoid (vgl. rotierende Gaskugel)?
aus Stellardynamik (Jeans’ Gleichung) und
Axialsymmetrie folgt für oblate Galaxien:
vrot
v
iso
1
rotverschoben
blauverschoben
ε=1-c/a; Abplattung
vrot: (max.) Rotationsgeschwindigkeit (Dopplerverschiebung Absorptionslinien)
σv: isotrope (“iso”) Geschwindigkeitsdisp. Sterne (Dopplerverbreiterung Linien; “Temperatur”)
Oblater Ellipsoid (a=b>c)
Wikipedia.de
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
rotieren schnell genug
(rotationsstabil)
rotieren zu langsam
(druckstabil)
vrot
x Bulges in Spiralen
• Ellipsen
kleines L
v
vrot
v
iso
gemessen vs. nötig
großes L
Leuchtkräftige E’s sind i.A.
nicht rotationsabgeplattet,
weniger leuchtkräftige schon!
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Relaxationszeitskala
Leuchtkräftige Ellipsen sind nicht rotationsstabil; Abplattung spiegelt
anisotrope Verteilung (Druck) der Bahnen einzelner Sterne wider.
Würden Zweierstöße nicht Bahnparameter zufällig verteilen und Lichtprofil
sphärisch machen?
Galaxie (Masse M): Ausdehnung R mit N Sterne mit jeweils Masse m = M/N, typische Sterngeschwindigkeit v
v
Typische Winkeländerung bei 2er-Stoß:
a t
Gm 2b 1
2Gm
v
=
= 2
=
v
v
b
v v
bv 2
a
t
(Vgl. mit Lichtablenkung bei Gravitationslinse!)
α
b
Δv
m
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Relaxationszeitskala
Sterngas ist “thermalisiert”, wenn Ablenkungen sich zu α=1 addieren.
Berücksichtigt man Stöße aller Sternpaare, ergibt sich etwa:
trelax
R N
N
= tcross
v ln N
ln N
trelax: Relaxationszeit, tcross: Zeit zum Durchqueren der Galaxie
typische Galaxie: tcross~108 yr, N~1012, d.h. ln(N)~30
➠ trelax~1018 yr; viel, viel älter als Weltalter.
➠ 2er-Stöße spielen für Sternbahnen keine Rolle! Galaxien sind “leer”.
Das großräumige Gravitationsfeld der Galaxie bestimmt die Bahnen.
Sterne stoßfreies Gas mit anisotropem Druck, Ellipsen sind druckstabilisiert.
Form durch anisotrope v-Verteilung der Sterne gegeben.
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Kinematik von Ellipsen ist komplex.
• z.B. ist Staubscheibe nicht notwendigerweise senkrecht zur Hauptachse.
• oder Staubscheibe kann sich entgegen der galaktischen Rotation drehen.
• Ellipsen können auch schwache Sternscheiben enthalten.
“verrührte” Staubscheibe
NGC 4150
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Isophoten
Anzeichen komplexer Entwicklung
Für viele normale Ellipsen gilt:
• Isophoten sind gut genähert durch Ellipsen.
Radius
• Isophoten sind sehr genau konzentrisch
(Abweichung des Mittelpunkts weniger
als 1% des Radius).
• häufig variiert ε mit Radius, ε nicht einheitlich.
• häufig wird Isophotentwist beobachtet;
Isophoten-Orientierung Funktion des Radius.
Letzteres deutet an, dass E’s triaxiale Systeme sind oder intrinsischen Achsen-Twist besitzen.
Steven Diehl; Ohio Univ.
Isophotentwist durch PSF
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
Anzeichen komplexer Entwicklung
Etwa 10-20% der Frühtypen-Galaxien enthalten scharfe Diskontinuitäten in
der Flächenhelligkeit: Shells oder Ripples, elliptische Bögen, die auf das Zentrum zentriert sind.
Centaurus A; NASA
(photographisch verstärkt)
NGC 474 (verstärkt); NASA
Die Welt der Galaxien
Elliptische Galaxien
➠ Breite der Verteilung der Sternbahn-Parameter in den Shells/Ripples muss
sehr klein sein, Sterne haben sehr ähnliche Bahnen.
Anders ausgedrückt: Verteilung der Sternbahnen ist “kalt” (kleine Streuung, Dispersion).
Zusammengefasst:
Gegenrotierende Kerne, Shells und Ripples sind Anzeichen einer komplexen
Entwicklungsgeschichte von Ellipsen in der Vergangenheit.
Sie werden als Folgen einer vergangenen Verschmelzung oder Wechselwirkung mit anderen Galaxie interpretiert.
Die Welt der Galaxien
Spiralgalaxien (und irregulaere Galaxien)
Spiralgalaxien
und
irreguläre Galaxien
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Sa
M31; Christoph Angerer
M81; HST/Spitzer/GALEX
SBa
M83; ESO/VLT
Sb
Sc
M51 “Whirpool”; HST
SBb
NGC1300; HST
SBc
NGC1073; HST
Lbulge/Ldisk = 0.3...0.05
Öffnungswinkel Arme ~6º...18º; Helligkeitsstruktur nimmt zu
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Helligkeitsprofil von Spiralen
Rdisk
Rbulge
Bulge in guter Näherung de Vaucouleur-Profil ([μ]= mag/arcsec2)
µ
2.5 log10 I
µ(Rbulge ) = µe + 8.3268
Rbulge
Re
1/4
1
Re: Effektivradius des Bulges (Halblichtradius)
μe: Flächenhelligkeit bei Abstand Re
Scheibe hat exponenzielles Profil:
µ(Rdisk ) = µ0 + 1.09
Rdisk
hr
μ0: zentrale Flächenhelligkeit der Scheibe
hr: Skalenlänge der Scheibe
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Helligkeitsprofil von Spiralen
μ0 ist nicht zentrale Flächenhelligkeit der Galaxie, sondern nur Scheibenanteil.
➠ Muss durch Fitten ans Scheibenprofil zu R=0 hin extrapoliert werden.
Freeman’s law: Zentrale Flächenhelligkeit μ0 von Scheiben hat sehr geringe Dispersion.
Sa bis Sc:
μ0=21.52 ± 0.39 B-mag/arcsec2
Sd und später: μ0=22.61 ± 0.47 B-mag/arcsec2
Ken Freeman
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Rotationskurven
Rotationskurven von Spiralgalaxien sind einfacher zu messen als die
unserer Galaxie, da wir von außen auf die Scheibe sehen können.
Die Bewegung der Scheibensterne (oder -gas) kann mithilfe des DopplerEffektes als Funktion von Rcenter gemessen werden.
Es muss für den Neigungswinkel der (Kreis-)Scheibe korrigiert werden.
i=0º
i=45º
i=90º
NASA Website
Rotationskurven
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Vera Rubin
Sa
Sc
~300 km/s ~175 km/s
Irr
~70 km/s
Dark Halo
Rubin, Ford & Thonnard, (1978), ApJL, 255, 107
?
Rotationskurven von Spiralen verlaufen flach im
Außenbereich: Dunkler Halo von Materie?
Trend: Geschwindigkeit ist höher bei frühen Typen
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
➠ impliziert:
M (< r)
r
d.h. die Masse des Halos steigt linear mit dem Radius.
➠ Dichteprofil der dunklen Masse scheint mit 1/r2 abzufallen
(wie isotherme Massenverteilung).
➠ bei unbekannter Halogröße ist die Gesamtmasse unbekannt!
Abschätzungen für Mindestgröße:
• Rhalo > 30 kpc/h (h~0.7); 21cm HI Messung der Rotationskurve;
• Rhalo > 100 kpc/h; statistische Untersuchung von relativen
Geschwindigkeiten von Satelliten-Galaxien.
Kinematische Analyse von E’s ergibt auch Dunklen Halo für Ellipsen.
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Hieraus ergeben sich einige offensichtliche Fragestellungen:
Was ist die Natur der Dunklen Materie?
Was bedeutet das Dichteprofil der Dunklen Materie, wodurch wird es
bestimmt, und wo ist der Rand des Halos?
Insbesondere: Bedeutet die Beobachtung, dass Galaxien mit vrot<100 km/s
keine ausgeprägte Spiralstruktur besitzen, es braucht minimale Halomasse,
um Spiralarme auszubilden?
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Typ Sa
4%
Typ Irr
25%
Sternentstehung braucht Gas; Gasanteil steigt zu späteren Typen hin
(messbar durch HI 21cm, CO, Hα)
Aber: molekularer Gasanteil sinkt.
0.40
Spätere Typen sind blauer und haben
größeren Anteil an massiven, jungen
Sternen; mehr Sternentstehung in den
Armen.
Mgas/Mtot
0.64
B-V
FIR Strahlung
Staub hauptverantwortlich für FIREmission; steigt für späte Typen
UV-Strahlung junger Sternen heizt Staub
Staubmasse 150...600 mal kleiner als
Gasmasse.
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Farbgradient in Spiralgalaxien
Metallizität Z:
Massenanteil aller Elemente
Spiralen werden roter zum Zentrum.
schwerer als Helium.
NGC3212;VLT/ESO
Bulge: roter als Scheibe
1. Metallizität nimmt zum
Galaxiezentrum zu
2. Gasgehalt kleiner
➠ weniger Sternentstehung
➠ mehr alte Sterne
Scheibe: blauer als Bulge
1. metallärmere Sterne
2. mehr Sternentstehung,
junge Sterne
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Spiralstruktur
Sternentstehungsgebiete enthalten mehr junge, massenreiche Sterne und
HII-Regionen.
➠ Es wird mehr Licht im UV (kurzwelligem) abgegeben.
Aufnahme der Sb Spirale
M81 im Optischen (links)
und im UV-Bereich (rechts).
Die Betonung der Arme im
UV-Bereich ist ein
Anzeichen für stärkere
Sternentstehung in der
Scheibe.
Spiralstruktur
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
starrer Rotator
(durch Rotationskurve ausgeschlossen)
Chia-Chiao Lin
Quelle: Wikipedia
Frank Shu
Lin-Shu Dichtewellen
(Verdichtungen sind unabhängig)
Spiralstruktur rotiert mit Sternen
(temporär; Aufwicklungsproblem)
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Spiralstruktur
➠ Vermutlich sind Spiralarme quasi-stationäre Dichtewellen, Gebiete mit
um 10-20% höherer Dichte als in der lokalen Umgebung (Lin-Shu Dichtewellen; “Verkehrsstau”).
➠ Tritt mit der Scheibe rotierendes Gas in Überdichtegebiete ein, wird es
komprimiert.
➠ Kompression von Molekülwolken erhöht Sternentstehung; Sterne altern bevor Arme wieder verlassen werden können.
➠ Blaue Farbe der Spiralarme verglichen zu Armzwischenräumen.
Und: massive, junge, blaue Sterne explodieren zu SN bevor Arme verlassen
werden.
➠ SN Überreste bevölkern die Spiralarme.
Die Welt der Galaxien
Spiralen und Irreguläre Galaxien
Korona von Spiralen
Aktive Sternentstehung in Spiralarmen: SN-Aktivität.
➠ SN-Explosionen schleudern heißes Gas in das ISM der Scheibe.
➠ Geschwindigkeiten sollten groß genug sein, um Gas ins Halo der Galaxie zu transportieren.
➠ Wir erwarten eine Korona aus heißem Gas.
koronales Gas T~106 K
heißes Gas
aktive Sternentsteh
ung/Scheibe
SN
NGC4631; Chandra (blau), HST (rot)
Die Welt der Galaxien
Aktive und Starburst Galaxien
Aktive Galaxien
und
Starburst-Galaxien
Die Welt der Galaxien
Aktive Galaxien und Starburst Galaxien
Licht normaler Galaxien stammt von Sternen.
Aktive Galaxien gewinnen erheblichen Bruchteil ihrer Leuchtkraft nicht aus
Sternlicht oder thermischer Strahlung.
Sondern aus nicht-thermischen Prozessen im Zentrum der Galaxie,
Galaxien haben “Aktive Galaxien Kerne”, Active Galactic Nuclei (AGN).
AGN (Quasar)
Summe von Sternspektren
Die Welt der Galaxien
Aktive Galaxien und Starburst Galaxien
Aktive Galaxien ist der Oberbegriff einer reichen Klasse von Objekten.
Mehr dazu später!
Seyfert-Galaxien Type I und II
Breitemissions Radiogalaxien (BLRG)
Schmalemissions Radiogalaxien (NLRG)
Ultraluminous InfraRed Galaxies
(ULIRGs)
Radiolaute Quasare (QSR),
Radioleise Quasare (QSO)
Stark Variable Blazare:
BL Lacs oder OVV Quasare
Low Ionisation Nuclear Emission-Line
Regions (LINERs)
Die Welt der Galaxien
Aktive Galaxien und Starburst Galaxien
Starburst Galaxien
Spiralgalaxien wie die Milchstraße bilden neue Sterne mit einer Rate von
etwa 2-3 Msun/yr.
Starburstgalaxien haben Sternentstehungsraten von 100 Msun/yr oder mehr.
Starke Sternentstehung wird sehr häufig in wechselwirkenden Galaxien
beobachtet.
➠ Wahrscheinlich löst Galaxien-Wechselwirkung starke Sternentstehung
aus.
Die Welt der Galaxien
Aktive Galaxien und Starburst Galaxien
Berühmtes Beispiel wechselwirkender Galaxien mit starke Sternentstehung.
Hα-Emission aus den HIIGebieten
Die Welt der Galaxien
Aktive Galaxien und Starburst Galaxien
Ultra Luminous Infrared Galaxies
Aufnahmen von ULIRGs,
Galaxien mit extrem starker
Leuchtkraft im FIR.
Durch Staub verdunkelte
Regionen starker Sternbildung
heizen den Staub, der wiederum
die Energie im Infraroten
abstrahlt.
Viele ULIRGs sind wechselwirkende Galaxien.
Die Welt der Galaxien
Leuchtkraftfunktion
Leuchtkraftfunktion
von
Galaxien
Die Welt der Galaxien
Leuchtkraftfunktion
Verteilung der Leuchtkraft von Galaxien als magnitudenspezifische
Anzahldichte, die sogenannte Leuchtkraftfunktion Φ.
Φ(M)dM definiert die Anzahldichte [Galaxien pro Volumen] mit absoluter
Helligkeit im Intervall [M,M+dM[.
➠ Anzahldichte aller Galaxien, unabhängig von ihrer Helligkeit:
n=
+
dM (M )
Entsprechend definiert Φ(L)dL die Anzahldichte von Galaxien mit einer
Leuchtkraft zwischen L und L+dL.
Aber:Vorsicht, das gleiche Symbol Φ wird in einem unterschiedlichen
Zusammenhang gebraucht.
Die Welt der Galaxien
Leuchtkraftfunktion
slope α
Cutoff
Originalarbeit von Paul Schechter
Schechter, P., (1976), ApJ, 203, 297
Paul Schechter
Die Welt der Galaxien
Leuchtkraftfunktion
Schechter Leuchtkraftfunktion
Untersuchungen an Galaxien haben folgende empirische Verteilung
gefunden, die Schechter-Leuchtkraftfunktion:
(L) =
L
L
L
exp ( L/L )
L*: charakteristische Leuchtkraft
Φ*: Normierung der Verteilung
α: Steigung der Leuchtkraftfunktion bei kleinem L
Schechter-Funktion ist ein Potenzgesetz mit exponentiellem Cutoff bei L*.
Die Welt der Galaxien
Leuchtkraftfunktion
Gesamte Leuchtkraftdichte der Galaxien [Lsun/Mpc3] ist gewichtetes Integral:
ltot =
dL L (L) =
L
(2 + ) <
f ür
2
0
➠ gute Näherung ist ltot ~ Φ* L* mit α ~ -1
➠ ltot dominiert von L*, so dass n(L*) ~ Φ* gute Abschätzung für die mittlere
Anzahldichte von L*-Galaxien.
B-Band
Φ*B = 1.6x10-2h3Mpc-3
M*B = -19.7+5 log h, oder
LB* = 1.2x1010 h-2 Lsun
α
= -1.07
Stark von Sternentstehung beeinflusst!
K-Band
Φ*K = 1.6x10-2h3Mpc-3
M*K = -23.1+5 log h
α = -0.90
Die Welt der Galaxien
Leuchtkraftfunktion
Leuchtkraftfunktion für verschiedene
Hubble-Typen.
oben: Feldgalaxien, unten: Virgo-Haufen
Gestrichelte Linien sind Extrapolationen
(bei kleinen Helligkeiten ist der Survey
nicht vollständig; Schechter-Verteilung
nicht überprüfbar).
Ellipsen decken einen breiteren Bereich
ab als Spiralen.
Individuelle Typen sind nicht gut
approximiert von Schechter-Verteilung,
alle zusammen hingegen schon!
Die Welt der Galaxien
Leuchtkraftfunktion
~ 100 Mpc
Simulierte Verteilung Dunkler
Materie.
Knotenpunkte sind Dunkle Halos.
Quelle: The Virgo Consortium/Alexandre Amblard/ESA
Die Welt der Galaxien
Leuchtkraftfunktion
Die Tatsache, dass die Gesamtleuchtkraftfunktion durch ein einfache
Funktion beschrieben werden kann, ist anscheinend “Zufall” (cosmic conspiracy) und bisher nicht genau verstanden.
Allerdings:
In Strukturbildungs-Modellen findet man, dass die Massenfunktion von
Dunkle Materie Halos auch durch eine Schechter-Funktion beschrieben
wird. Der Galaxientyp könnte durch die Entstehungsgeschichte und
Umgebung des Halos bestimmt werden.