Astro-Praktikum R 1: Die Masse der Milchstraÿe

Astro-Praktikum R 1: Die Masse der Milchstraÿe
Astro-Praktikum R 1: Die Masse der Milchstraÿe
Ziel dieses Versuches sind die Bestimmung des Zentrums der Milchstraÿe, eine
Abschätzung ihrer Masse mittels astronomischer Beobachtungsdaten sowie die
Interpretation von Rotationskurven. Ebenso soll im Zuge des Versuchs ein generelles Verständnis für den Aufbau der Galaxis erarbeitet werden. Sie Benötigen
für die Durchführung dieses Versuchs einen Taschenrechner und ein Geodreieck.
1. Theoretische Grundlagen: Sternhaufen
Machen Sie sich den Aufbau der Milchstraÿe klar und aus welchen Komponenten
sie besteht! Gehen Sie hierbei auf die unterschiedlichen Typen der Sternhaufen
ein und erläutern Sie diese bzgl. Alter, Sterndichte und Vorkommen.
2. Aufgaben
1. Erstellen Sie eine graphische Darstellung der Örter der galaktischen Kugelhaufen auf Seite 2. Nutzen Sie hierfür die Polarkarte auf Seite 3. Ergänzen Sie die Darstellung mit einer groben maÿstabsgetreuen Skizze der
Milchstraÿe!
2. Bestimmen Sie nun den Zentroid des Kugelhaufensystems! Welche Vereinfachungen sind unter der Verwendung der 2D-Polarkoordinaten nötig? Wie
kann man aus den Daten die Entfernung R0 der Sonne vom galaktischen
Zentrum bestimmen?
3. ermitteln Die die galaktische Länge l0 des galaktischen Zentrums und das
dazugehörige Sternbild!
4. Bestimmen Sie die Rotationsgeschwindigkeit v0 der Milchstraÿe am Ort
der Sonne aus der Rotationskurve auf Seite 4 und die Umlaufszeit um das
galaktische Zentrum!
5. Leiten Sie aus diesen Werten die Masse der Milchstraÿe ab. Welcher Teil
der Milchstraÿe wird hier erfasst und wie lässt sich die Diskrepanz zwischen
dem errechneten und dem Literaturwert erklären?
6. Wie sähe die Rotationskurve aus, wenn die gesamte Masse der Milchstraÿe
im galaktischen Zentrum vereint wäre? Was sagt die Rotationskurve also
über die Massenverteilung aus? Wie sieht die Abhängigkeit der Dichte vom
Radius für eine scheiben- und eine kugelförmige Galaxie aus?
7. Beschreiben Sie die experimentelle Vorgehensweise bei der Bestimmung
der Rotationskurve unserer Milchstraÿe! Beachten Sie dabei, dass Objekte
im visuellen Spektralbereich nur bis zu einer Entfernung von ca. 3 kpc
beobachtet werden können und dass sich auf einem beliebigen Sehstrahl
immer eine Vielzahl von Objekten (verschiedene Bahnradien) benden!
1
3. Hilfsmittel
ˆ Koordinaten von Galaktischen Kugelhaufen
ˆ Polarkarte
ˆ Rotationskurve der Milchstraÿe
Koordinaten von Galaktischen Kugelhaufen
Clobular
Cluster
(NGC)
104
288
362
1904
2808
Pal 4
4147
4590
5024
5053
5139
5272
5634
5694
Pal 5
5897
5904
6093
6121
6541
I 1276
6626
6638
6144
6171
6205
6218
6229
6235
6254
6266
Galactic
Long.
(deg.)
306
147
302
228
283
202
251
299
333
335
309
42
342
331
1
343
4
353
351
349
22
7
8
352
3
59
15
73
359
15
353
Projected
Distance
(kpc)
3.5
0.3
6.6
14.4
8.9
30.9
4.2
11.2
3.4
3.1
5.0
2.2
17.6
27.4
24.8
12.6
5.5
11.9
4.1
3.9
25.0
4.8
15.1
16.3
15.7
4.8
6.7
18.9
18.9
5.7
11.6
Clobular
Cluster
(NGC)
6273
6284
6287
6293
6333
6341
6356
6366
6397
6402
6535
6656
6712
6717
6723
6752
6760
6779
Pal 10
6809
Pal 11
6838
6864
6934
6981
7078
7089
7099
Pal 12
7492
Galactic
Long.
(deg.)
357
358
0
357
5
68
7
18
339
21
27
9
27
13
0
337
36
62
53
9
32
56
20
52
35
65
54
27
31
53
Projected
Distance
(kpc)
7.0
16.1
16.6
9.7
12.6
6.5
18.8
16.7
2.8
14.1
15.3
3.0
5.7
14.4
7.0
4.8
8.4
10.4
8.3
5.5
27.7
2.6
31.5
17.3
17.7
9.4
9.9
9.1
25.4
15.8
NGC = New General Catalogue; Pal = Palomar; IC = Index Catalogue
2
Astro-Praktikum R 1: Die Masse der Milchstraÿe
Polarkarte
3
Rotationskurve
Die Rotationskurve der Milchstraÿe
4. Ergänzende Literatur
ˆ Unsöld:
Der Neue Kosmos
ˆ H. Voigt:
Abriss der Astronomie
ˆ Scheer, Elsässer:
ˆ Mihalas:
4
Physik der Galaxis
Galactic Astronomy