universet: utvidelse og avstander aktive galakser
Post on 21-Jan-2016
97 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
Universet: Utvidelse og avstander
Aktive galakser
Forelesning 19 – AST1010 Universets ekspansjon og Hubbles lov
Avstandsmålinger og avstandsstigen
Radiogalakser og kvasarer
Enhetsmodell for aktive galakser
AST1010 - Universet 2
Rødforskyvning og universets utvidelse.
Vi ser hvordan Vi ser hvordan forskyvningen av forskyvningen av bølgelengden til bølgelengden til spektrallinjene øker spektrallinjene øker med økende avstand med økende avstand til de galakser som til de galakser som sender ut strålingensender ut strålingen.
AST1010 - Universet 3
AST1010 - Universet 4
Hubbles lov
• Hubbles lov er:
v = H0 x d
der v er den målte hastigheten bort fra oss og d er avstanden til galaksehopen.
• Galaksene beveger seg bort fra oss i alle retninger fordi selve rommet utvider seg.
• Ikke hastigheter i vanlig forstand, men rommet utvider seg og ”strekker” ut lysets bølgelengde.
AST1010 - Universet 5
Endelig eller uendelig univers?
• Vil universet alltid utvide seg eller vil det etter en tid begynne å trekke seg sammen igjen?– Er rommet endelig eller uendelig?
• Svaret kan ha sammenheng med hvor mye masse vi har i universet som gjennom gravitasjon vil bremse utvidelsen.
• Hva om vi også har en frastøtningskraft? Spørsmålet er blitt aktuelt de siste 8-10 år.
• Svar på spørsmålet kan vi få ved å studere galaksenes bevegelser på store avstander.
AST1010 - Universet 6
Hubbles lov og universets alder
• Kan bruke Hubbles lov til å estimere universets alder.
er tiden som har gått siden en galakse som nå er i avstand d var svært nær oss.
• Denne galaksen beveger seg nå med hastighet v bort fra oss.
• Da er: d = v , som med Hubbles lov gir: v = H0 v = 1/H0.
• Det er forutsatt at hastigheten, v, ikke er endret siden bevegelsen startet.
• Nedbremsing pga. gravitasjon gir = 2/3 1/H0.
AST1010 - Universet 7
Bestemmelse av H0
• Rødforskyvning er vel definert og lett å måle: z = ( – 0)/0.
• Rødforskyvning relaterer til hastighet gjennom z = [(c + v)/(c-v)]1/2 – 1 z ~ v/c bare for v<<c.
• Kritisk med gode målinger av avstand.• Avstand til svært fjerne objekter må måles,
fordi avviket fra en lineær kurve først viser seg langt borte.
• Må benytte flere metoder som til sammen utgjør en trappestige for avstandsmåling (en ”distance ladder”).
AST1010 - Universet 8
Avstandsstigen
AST1010 - Universet 9
Tully Fisher metoden
AST1010 - Universet 10
AST1010 - Universet 11
Avstandsstigen
AST1010 - Universet 12
Verdien av H0
Den beste bestemmelsen gir H0 = 74.2 +/- 3.6 km s-1 Mpc-1
Regner vi ut antall kilometer i en million parsec (Mpc) så har vi: 1 Mpc = 3.086 1019 km H0 = 2.40 10-18 s-1
= 4.16 1017 s = 13.2 109 år
AST1010 - Universet 13
Very early galaxiesz ~ 6-7, ~700 millioner år etter Big Bang
AST1010 - Universet 14
Aktive galakser – radiogalakser, kvasarer,
Seyfert galakser
AST1010 - Universet 15
Den første radiogalaksen • Radioastronomiens far var amerikaneren Grote
Reber. – han var den første som observerte radiobølger fra
kosmos i 1936.
• Reber fastla tre radiokilder: Sagittarius A (i Melkeveiens sentrum), Cassiopeia A (en SNR) og Cygnus A (en radiogalakse).
• Cygnus A identifisert i 1950 med en galakse som har rødforskyvning: v = 14,000 km s-1.
• Radiostråling fra Cygnus A er 107 ganger så sterk som radiostrålingen fra Andromeda- galaksen, selv om den er 635 million lysår unna!
AST1010 - Universet 16
Bilde av radiostrålingen fra Cygnus ARadiostrålingen kommer fra lobene som ligger160,000 Ly fra hverandre. Tatt med VLA.
AST1010 - Universet 17
AST1010 - Universet 18
Hva var radiokildene?
• Radiogalaksene ble først katalogisert.
• Det var viktig å identifisere dem med synlige objekter.
• Vanskelig å finne motsvarige objekter i synlig lys.• de tidlige radiomålingene hadde dårlig
vinkeloppløsning.
• Man fant gjerne stjerner med merkelige spektra.
AST1010 - Universet 19
3C 48 – ser fullstendigut som en stjerne.
3C 273 – en stjernemed en lang jet uttil siden.
AST1010 - Universet 20
AST1010 - Universet 21
Radiogalakser og kvasarer• Radiogalakser sendte ut stråling fra store
”lober” langt borte fra et sentral objekt.
• Det sentrale objektet var stjernelignende med svært høy rødforskyvning.
• Fant etter hvert andre stjernelignende objekter med stor rødforskyvning, som ikke sendte ut radiostråling.
• Alle ble kalt kvasi-stellare objekter, Quasi Stellar Objects, forkortet til kvasarer.
• 90% av alle QSO stråler bare i synlig lys.
AST1010 - Universet 22
Kvasarene har galakser rundt seg
AST1010 - Universet 23
Kvasarer: ”In a galaxy far away and long ago”
AST1010 - Universet 24
Styrke av strålingen fra ulike typer aktive galakser
AST1010 - Universet 25
Strålingen fra kvasarer kan variere raskt
Raske variasjoner (uker/dager) betyr at kilden for strålingen er liten.
AST1010 - Universet 26
Drivkraft for kvasarer• Kilden for kvasarers energi:
– er liten i utstrekning,– er langt borte,– stråler tilsvarende sterkt – 100 til 10000
ganger utstrålingen fra Melkeveien.
• Kandidat for energimekanisme:– gravitasjonsenergi frigjort fra masse
som faller inn i et stort sort hull.
• Ingen annen kjent mekanisme, frigjør energi så raskt og effektivt!– forklarer rask variasjon i strålingen.
AST1010 - Universet
Kvasarer Stjernelignende. Spiral-galakser. Radio&optisk eller bare optisk stråling.Stor rødforskyvning.
Radiogalakser Radio, store lober.Elliptiske galakser.
Seyfert galakser Optisk, brede/smale linjer. Sterkt variable.Spiralgalakser.
BL Lac objekter”Blazars”
Synkrotronstråling. Sterkt variable.Elliptiske galakser.
Flere typer aktive galakser
AST1010 - Universet 28
Synkrotronstråling og temperatur stråling
AST1010 - Universet 29
Ensartet modell for alle AGNAGN – Active Galactic Nuclei
• Drivkraften i alle typer aktive galaksekjerner – AGN - er et supermassivt sort hull med masse i området milliarder av solmasser.
• Hullet er omgitt av en skive med gass – en akresjonsskive – og gassen i skiven faller inn i det sorte hullet.
AST1010 - Universet 30
En akresjonsskive rundt et sort hull
AST1010 - Universet 31
Modell for alle AGN (forts.)
• Drivkraften ….. et sort hull• …omgitt av akresjonsskive. • Rundt hullet og akresjonsskiva har
man en stor smultring (en torus) av støv.
• Arten av aktiv galakse avhenger av synsvinkelen inn mot akresjons-skiven og det sorte hullet.
AST1010 - Universet 32
Kjernen i den aktive galaksen NGC 4261T.v.: Radiobildet av jets – optisk bilde av kjernenT.h.: Gass- og støvtorus i kjernen, ~ 800 Ly
AST1010 - Universet 33
AST1010 - Universet 34
AST1010 - Universet 35
AST1010 - Universet 36
Modell av Seyfert galakser typer 1 og 2
AST1010 - Universet 37
Dopplerbilde av rotasjon i kjernen til M84
AST1010 - Universet 38
Konklusjon om modellen
Vi har observert både torus og høy rotasjon i senter for flere AGN
Gir tillit til at modellen er i storetrekk korrekt
39AST1010 - Universet
Slutt på forelesning 2
Slutt på forelesning 19Neste gang:Kosmologi
top related