Sterne, Galaxien und das Universum
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Sterne, Galaxien und das Universum Teil 8: Aktive Galaxien, Quasare Peter Hauschildt [email protected] Hamburger Sternwarte Gojenbergsweg 112 21029 Hamburg 20. März 2017 1 / 33 Aktive Galaxien 2 / 33 Übersicht I I I I Quasare Seyfert Galaxien Superluminale Geschwindigkeit central engine 3 / 33 Quasare I I I I I stärkste Radioquellen (1936): Sgr A, Cas A, Cyg A Baade (1951): seltsame Galaxie Emissionsspektrum! Linien um 5.7% Rotverschoben 4 / 33 Rotverschiebung I Definition: z= I I I λ − λ0 λ0 λ: beobachtete Wellenlänge λ0 : Labor Wellenlänge Relation zur Geschwindigkeit: v (z + 1)2 − 1 = c (z + 1)2 + 1 I für v c → v =z c 5 / 33 Rotverschiebung I I I I Cyg A: z = 0.057 schätze Entfernung über Hubble Gesetz → 220 Mpc!! → Cyg A hat 10M fache Radioleistung der Milchstraße! 6 / 33 Quasare I I I I 1960er: ähnliche Objekte werden gefunden 3C 48: sieht optisch aus wie ein Stern zeigt auch Emissionslinien Linien unidentifiziert! 7 / 33 Quasare I I I I 3C 273: z = 0.158 → v ≈ 45000 km/s Hubble Gesetz → 600 Mpc Entfernung 8 / 33 3C 273 9 / 33 Quasare I I I I I I I → quasi-stellar radio source auch viele hoch rotverschobene Stern-ähnliche Objekte ohne Radiostrahlung gefunden! → quasi-stellar object (QSO) 90% aller Quasare → QSOs nur 10% sind ’radio-loud’ heute: > 10000 bekannte Quasare z zwischen 0.06 (250 Mpc) und >5 (4 Gpc!) 10 / 33 Quasare I I es gibt keine Quasare in geringer Entfernung! quasare häufig in der Vergangenheit aber jetzt ’ausgestorben’ 11 / 33 Quasare I I I I Quasare sind extrem hell 3C 273: 2.5 × 1013 L Milchstraße: 2.5 × 1010 L Spektren sehr unterschiedlich 12 / 33 Quasare I I I kein thermisches Spektrum! sondern Synchrotron Strahlung ist auch polarisiert 13 / 33 Quasare I I extra-galaktische Natur bestätigt durch Assoziation mit Galaxienhaufen Quasare und Galaxien mit gleichem z! 14 / 33 Quasare I I I Quasare sind in Elterngalaxien (host galaxies) zu finden radio-laut → Spiralen radio-leise → Ellipticals 15 / 33 Seyfert Galaxien I I I I I Riesige Lücke von Galaxien zu Quasaren → geschlossen durch Seyfert Galaxien Beispiel: NGC 1566 L genau in der Lücke! 16 / 33 Seyfert Galaxien I I I I zeigen sehr aktive Kerne oft: Kollisionen Beispiel: NGC 1275 junge Kugelsternhaufen 17 / 33 Seyfert Galaxien I I I Röntgen Bilder → sehr heißes Gas nahe dem Kern 10% aller hellen Spiralen sind Seyfert Galaxien 18 / 33 Radio Galaxien I I I wie optisch schwache aber radio-laute Quasare b: IR Bild des Kerngebiets → 1500 pc langer Jet! 19 / 33 Radio Galaxien I I I I sehr oft: Doppel Radio Quellen Beispiel: Cyg A Radio ’Ohren’ ca. 50 kpc von Galaxie Radio → Synchrotron Strahlung 20 / 33 Radio Galaxien I I I 2500 km/s schnelle Galaxie zieht Jets wie Rauch hinter sich her Beispiel: NGC 1265 21 / 33 Cen A (NGC 5128) I I sehr breites Staub-Band 2 große Jets! 22 / 33 Aktive Galaxien I I I wenn Jets nahezu in Sehrichtung → Blazar Beispiel: BL Lac 23 / 33 Superluminale Bewegung I I I I 3C 273 → blobs entfernen sich von Elterngalaxie mit 10 facher Lichtgeschwindigkeit!! → scheinbare Bewegung 24 / 33 Superluminale Bewegung 25 / 33 Variabilität I I I I I Quasare sind sehr variabel Zeitskalen von Wochen bis Monaten → aktive Regionen können nicht sehr schnell sein schnellste Varibilität: Tage! → Engergiequelle passt in das Sonnensystem! 26 / 33 Variabilität 27 / 33 Energiequelle I I I beste Möglichkeit: Schwarzes Loch einfallende Materie strahlt Energie ab dafür kann man eine Obergrenze abschätzen: L = 30000 I I M L M L = 3 × 1013 L → M = 109 M supermassives Schwarzes Loch 28 / 33 Energiequelle I I I I Überprüfung: Bahnen von Sternen nahe Zentrum, Geschwindigkeit → 3 × 106 M Schwarzes Loch 29 / 33 Modell der Zentralregion I I I I I Schwarzes Loch wird von außen gefüttert Akkretionsscheibe bildet sich Gas strömt nach innen Schockfront bildet sich innen → Material wird in Jets abgestoßen 30 / 33 Modell der Zentralregion 31 / 33 Modell der Zentralregion 32 / 33 Beobachtung der Zentralregion 33 / 33
