Redshift Galaxy Survey

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Redshift Galaxy Survey
Claudia Uebler
23. November 2011
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Rotverschiebung zur Entfernungsmessung
I
Rotverschiebung zur Entfernungsmessung von sehr weit
entfernten Objekten
I
Identifikation von Spektrallinien im Spektrum einer Galaxie,
Vermessung der Wellenlänge
I
Entfernung eines Objekts in einer sich ausdehnenden
Raumzeit nicht mehr eindeutig definiert
→ Betrachtungen im Rotverschiebungsraum
I
falls die Rotverschiebung nicht nur aufgrund Expansion,
sondern auch aufgrund einer Pekuliargeschwindigkeit v des
Objekts entsteht:
r=
z·c
v
=D+
H0
H0
mit D als echten Abstand
wobei z =
λBeobachter − λ0
λ0
(1)
Verzerrungen im Rotverschiebungsraum
Wenn Rotverschiebung aufgrund sowohl der Expansion, als auch
v zustande kommt: → Verzerrungen der beobachteten Strukturen
bei Darstellung im Rotverschiebungsraum
Abbildung: Verzerrung bei zunehmender Rotverschiebung
3
4
Spektrale Leistungsdichte
I
I
Galaxieverteilung und somit Masseverteilung nicht
gleichmäßig
Betrachtung der Dichte-Fluktationen, Messung der spektralen
Leistungsdichte:
Spektrale Leistungsdichte der Dichte-Fluktationen:
P (t , ~
k ) = Dk (t )2
D
I
(2)
mit Dk als Amplitude der Mode mit Wellenzahl k
Bei der Galaxiendurchmusterung ist δg die Observable
(galaxy-overdensity), welche sich folgendermaßen ergibt:
δg = b (z , k )δm
I
E
mit b (z , k )
(3)
als Galaxie-Verzerrung und δm als zugrundeliegender
Materiedichte.
Spektrale Leistungsdichte der Galaxie:
Pg (k , z ) = b 2 (k , z )Pm (k )
(4)
Sloan Digital Sky Survey
Abbildung: Das SDSS Teleskop (Quelle: Wikipedia)
5
Aufbau und Funktionsweise
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I
eine der größten Durchmusterung von einem Drittel des
Himmels
I
arbeitet ausschließlich mit elektronischen Detektoren →
höhere Empfindlichkeit →
I
Teleskop mit 2,5 m Hauptspiegeldurchmesser, 2 Hohlspiegel,
2 Korrekturlinsen
I
beobachte bei Wellenlängen von etwa 354, 476, 628, 769 und
925 nm
I
Art und Rotverschiebung der Galaxien, Quasare und Sterne
kann sofort abgeschätzt werden; genaue Rotverschiebungen
und Klassifikationen liefern die Spektren
7
8
Ziele
I
Aufschluss über Eigenschaften von Galaxien, Entwicklung
von Quasaren, Bestimmung der absoluten Helligkeit von mehr
als 100 Mio Objekten
I
3-dim. Kartierung der Struktur des Universums, bestehend
aus Galaxienhaufen, Filamenten und Hohlräumen
Entdeckungen
I
unter den rund 120.000 entdeckten Quasaren befinden sich
auch eine Reihe von Gravitationslinsenfällen
I
Entdeckung der Sloan Great Wall: größte bekannte
zusammenhängende Struktur im Universum
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2dF Galaxy Redshift Survey
10
I
3.9 m Teleskop, Anglo-Australian Observatory, zwischen 1997
und 2002
I
Spektren von ≈ 245 500 Galaxien, Quasaren und andren
Objekten, Rotverschiebung von ≈ 221 000 Galaxien
I
Abdeckung 5% des Himmels
I
Reichweite bis zu einer Rotverschiebung von
z = 0, 3 ≈ 0, 8 · 103 Mpc
I
nach SDSS zweitgrößte Durchmusterung des Himmels
6dF Galaxy Redshift Survey
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I
durchgeführt vom Siding Springs Observatory in New South
Wales
I
drittgrößte Durchmusterung des Himmels
I
Messungen von Rotverschiebungen von über 170 000
Galxien (südlicher Himmel)
I
Messungen von Pekuliargeschwindigkeiten von 15 000
Galaxien (mithilfe 2MASS Fotometrie)