Übungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik II Aufgabenblatt 10, 24. Jan. 2008 Aufgabe 23 Die nebenstehende Abbildung zeigt die bislang beobachteten Lichtechos um die Supernova des Jahrhunderts SN 1987A in der LMC. Bei dem hellen zentralen Ring scheint es sich um kreisförmig in einer Ebene um die SN angeordnetes Gas zu handeln, das vermutlich in einem vorangehenden Stadium durch Winde abgeblasen wurde, und das nun durch die Explosionswelle aufgeheizt und zur Abstrahlung von [O III] 5007 Å angeregt wurde. Dieser innere Ring hat eine große Halbachse von 0.83 . Das Lichtecho auf der näheren Seite des Rings wurde 340 Tage eher beobachtet als das auf der ferneren Seite. Diese Beobachtungen erlauben die bisher genaueste Entfernungsbestimmung der LMC. (a) Benutzen Sie die Abbildung zu einer sorgfältigen Bestimmung des Winkels zwischen der Ringebene und der Beobachtungsrichtung. [1 Punkt] (b) Leiten Sie aus der zeitlichen Verzögerung des Ankunftssignals den metrischen Durchmesser des Ringes ab. [1 Punkt] (c) Wie groß ist danach die Entfernung der LMC? [1 Punkt] Aufgabe 24 Andromeda (M31) ist neben der Milchstraße die zweite große Galaxie in der Lokalen Gruppe, mit einer Ausdehnung von 190 × 60 . (a) Gehen Sie davon aus, daß M31 ungefähr den gleichen metrischen Durchmesser hat wie unsere Milchstraße. Wie weit wäre Andromeda dann von uns entfernt? [1 Punkt] (b) Spektroskopische Untersuchungen der Außenbereiche von M31 ergeben heliozentrische Radialgeschwindigkeiten von -515 km/s (rechter Rand) und -87 km/s (linker Rand). Berechnen Sie die Raumgeschwindigkeit von M31 relativ zur Sonne. Wie groß ist die Geschwindigkeit der Rotationskurve von M31 am Rand? [1 Punkt] (c) Berechnen Sie für eine Position des Andromeda-Nebels von = 122◦ und b = −22◦ die Relativgeschwindigkeit zwischen Milchstraße und Andromeda. Wann stoßen die beiden Galaxien zusammen? Hinweis: die Rotationsgeschwindigkeit der Sonne um das Galaktische Zentrum beträgt 220 km/s (in Richtung = 90◦ ). [2 Punkte] Aufgabe 25 Der Coma-Galaxienhaufen enthält mehr als 10000 Galaxien. Sein Winkeldurchmesser ist 4◦ . Die Radialgeschwindigkeit des Haufens ist vr = 7100 km/s, seine mittlere Dispersionsgeschwindigkeit σr = 977 km/s. (a) Benutzen Sie die Hubblekonstante H0 = 70 km/s/Mpc zur Bestimmung der Entfernung zum Coma-Haufen. Wie groß ist der metrische Haufendurchmesser? [1 Punkt] (b) Wie ist die Durchquerungszeit für eine Galaxie mit der konstanten Geschwindigkeit v = Vergleichen Sie das Ergebnis mit der Hubblezeit τH = H0−1 . [2 Punkte] 3σr2 ?