astrophysik ii - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. bachelor physik mit (nebenfach) astronomie...
TRANSCRIPT
![Page 1: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/1.jpg)
Astrophysik IISchwerpunkt: Galaxien und Kosmologie
1
Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18
Dr. Benjamin Moster
Vorlesung 2: Unsere Milchstraße
![Page 2: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/2.jpg)
Letzte Vorlesung: Unsere Milchstraße
2 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Die meisten Sterne sind in der Scheibe
• Im Zentrum hohe Sterndichte: Bulge
• Um die Scheibe herum: stellarer Halo
• Gas und Staub hauptsächlich in der Scheibe: junge Sterne mit hoher Metallizität
• Außerhalb der Scheibe: meist alte Sterne mit niedriger Metallizität
• Sternentstehung daherin rotationsgestützter Scheibe
• Aus Bewegung der Sternekann auf Massenverteilunggeschlossen werden
![Page 3: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/3.jpg)
• Rotationskurven können nichtdurch sichtbare Materie erklärtwerden
• Milchstraße ist eingebettet in Halo aus Dunkler Materie
• What’s the (dark) matter?
• Gas und Staub kann ausgeschlossen werden
• Entweder MACHOs (massive Objekte) oder WIMPs (nicht-baryonisch)
• Wenn Dunkle Materie aus MACHOsbesteht kann man sie mit dem Mikro- Gravitationslinseneffekt beobachten
• Magellanic Cloud Microlensing Experiment: (fast) keine Ereignisse ➙ DM = WIMPs
Letzte Vorlesung: Dunkle Materie
3 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
![Page 4: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/4.jpg)
Heutige Vorlesung
• Die galaktische Scheibe
• Sternhaufen
• Sternkollisionen
• Gas in der Scheibe und 21 cm Linie
• Spiralarme
• Kugelsternhaufen
• Das Schwarze Loch im Zentrum
• Entstehung der Milchstraße
4 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
![Page 5: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/5.jpg)
Die galaktische Scheibe
5 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Wie können wir die Scheibe der Milchstraße beschreiben?
• Wo hört sie auf?
• Dichtprofil der stellaren Scheibe:
• l ist die Skalenlänge h ist die Skalenhöhe
• Gesamtmasse der stellaren Scheibe kann durch Integration berechnet werden:
⇢(R, z) = ⇢0 exp
✓�R
l⇤
◆exp
✓� z
h⇤
◆
M = 2⇡
Z⇢(R, z)R dR dz
= 4⇡⇢0l2h
![Page 6: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/6.jpg)
Sternhaufen
6 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Welche Sterne sind in der Scheibe?
• Sterne entstehen nicht ‘allein’ sondern in Haufen / Assoziationen(Entstehung in Molekülwolken)
• Offene Sternhaufen (2-3 pc): wenige 10 - 100 Sterne, zusammen entstanden, gravitationsgebunden
• Kurze Lebensdauer (<1 Gyr), hauptsächlich in Spiralarmen. Warum?
• Starke Gezeitenkräfte bei Kollisionen/Vorübergängen mit H2-Wolken
• Mehrkörper-Interaktionen führen zum Ausstoßen einzelner Sterne
• Spezialfall: Sternassoziationen (Vermehrte Anzahl v. O/B-Sternen) Sehr massive und junge Sterne ➙ junge Haufen (Alter: ~ Myr)
![Page 7: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/7.jpg)
Sterntypen in der Scheibe
7 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Scheibe besteht primär aus Pop I Sternen
• 3 Subpopulationen (keine genaue Unterscheidung)
• Spiralarm-Sterne: jüngste Sterne (0.1 Gyr) entstehen in Spiralarmen und sind noch nicht gewandert (Cepheiden, T-Tauri-Sterne, Riesen) Meist in der Nähe von HII-Regionen
• Dünne Scheibe: älter als Spiralarm-Sterne (> 1 Gyr), aus Spiralarmen ‘entkommen’, Kreisbahnen um Zentrum der Milchstraße, nahe der Mittelebene (< 500 pc)
• Dicke Scheibe: älteste Scheibensterne (~10 Gyr) Kreisbahnen, aber weiter aus Mittelebene herausEigenschaften zwischen Pop I und II
• Deutet auf evolutionäre Geschichte der Scheibe hin
![Page 8: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/8.jpg)
Einschub: Sternkollisionen
8 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Wie oft kollidieren Sterne eigentlich? Problem für die Milchstraße?
• Hängt ab von: Anzahldichte n*, Relativgeschwindigkeit v*, kritischer Abstand bkrit
• Wirkungsquerschnitt , mittlere freie Weglänge
• Mittlere Zeitdauer zwischen Stößen:
• Direkt Zusammenstöße sehr unwahrscheinlich, aber gravitative Stöße?
• Ablenkung der Bahn wenn wenn Anziehungskraft > globales Potential:
• Kritischer Abstand für starkegravitative Stöße:
⇡b2krit l = 1/(⇡b2kritn⇤)
�t = 1/(⇡b2kritn⇤v⇤)
�Epot
=GM⇤m
r� mv2⇤
2
b⇤ =2GM⇤v2⇤
![Page 9: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/9.jpg)
Einschub: Sternkollisionen
8 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Wie oft kollidieren Sterne eigentlich? Problem für die Milchstraße?
• Hängt ab von: Anzahldichte n*, Relativgeschwindigkeit v*, kritischer Abstand bkrit
• Wirkungsquerschnitt , mittlere freie Weglänge
• Mittlere Zeitdauer zwischen Stößen:
• Direkt Zusammenstöße sehr unwahrscheinlich, aber gravitative Stöße?
• Ablenkung der Bahn wenn wenn Anziehungskraft > globales Potential:
• Kritischer Abstand für starkegravitative Stöße:
⇡b2krit l = 1/(⇡b2kritn⇤)
�t = 1/(⇡b2kritn⇤v⇤)
�Epot
=GM⇤m
r� mv2⇤
2
b⇤ =2GM⇤v2⇤
• Milchstraße ist ‘kollisionsfrei’
Die mittlere Relativegeschwindigkeit beträgt v* = 40km/sDie Anzahldichte beträgt n* = 0.1 / pc3
Die Gravitationskonstante ist G = 4.302 x 10-3 (km/s)2 pc / M⦿
Wie hoch ist der kritische Abstand für typische Sterne (M=M⦿)?Wie hoch ist die mittlere Dauer zwischen Stößen?
Der kritische Abstand ist: b = 2 x 4.302 x 10-3 x 1 / 402 pc = 5.4 x 10-6 pc = 1.7 x 1011 m
Mittlere Dauer: !t = 1/(3.14 x (5.4x10-6)2 x 0.1 x 40) km s-1pc-1
= 2.7 x 1015 yr
![Page 10: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/10.jpg)
Gas in der Scheibe
9 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Sterne entstehen in Gaswolken und geben am Lebensende Metalle zurück ins Gas
• Massenanteil des Gases f = mGas / mScheibe = 0.1
• Viel Gas ist befindet sich in Tausenden von Wolken (Filamente/Bögen)
• Dazwischen sind ausgedehnte HI-Bereiche
• Wie findet man atomaren Wasserstoff?
• In der Scheibe ist ca. 50% des Gasesmolekular (hohe Dichte, niedrige Temperatur < 100K, niedriger UV-Flux)
• Gleichzeitig hoher Anteil von CO Wird als Indikator für H2 benutzt
• Auch Alkohol (CH3CH2OH)
![Page 11: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/11.jpg)
Die 21cm-Linie
10 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Wie misst man eigentlich neutralen atomaren Wasserstoff?
• Bei typische Dichten und Temperaturen keine Lyman, Balmer, etc. Übergänge
• Elektronspin ist entweder parallel oder anti- parallel zum Protonspin
• Zustände haben minimal unterschiedliche Energie ➙ Hyperfeinstrukturübergang 21cm
• Atome müssen in Umgebung sein, in der sie Energie bekommen um auf höheren Level zu kommen ➙ Kollisionen (thermische Bewegung)
• Temperatur: T > 0.046K also überall möglich
• Radialgeschwindigkeit kann durch Doppler- verschiebung gemessen werden
3kT/2 = ✏ = hc/�
![Page 12: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/12.jpg)
Einschub: isotherme Scheibe
11 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Welches vertikale Profil hat die Gasscheibe?
• Auf galaktischen Skalen ist die Gasscheibe isotherm:
• Hydrostatisches Gleichgewicht:
• Symmetrie des Problems:
• Also ist
• Benutze Poisson-Gleichung um Gravitationspotential zu finden:
• Dann etwas längere Rechnung mit Variablenwechsel
• Vertikales Profil der Gasscheibe: sech2(z/h)
P =kT
µmp⇢ = A⇢
rP/⇢ = Ar⇢/⇢ = �r
Ad
dzln ⇢ = � d
dz
⇢ = ⇢0 exp [�( � 0)/A]
� = 4⇡G⇢
d
2
dz2= 4⇡G⇢0 exp
✓� � 0
A
◆
� 0 = 2A ln cosh
r2⇡G⇢0
Az
!⇢ = ⇢0/ cosh
2
r2⇡G⇢0
Az
!
![Page 13: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/13.jpg)
Die Spiralstruktur der Scheibe
12 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Spiralarme haben hohe Sternentstehungsraten (junge, helle Sterne)
• Können Sterne sich dauerhaft in den Spiralarmen aufhalten? Was passiert, wenn Spiralarme mit gleicher Geschwindigkeit rotieren? (Erinnerung: Rotationskurven sind flach!)
• Aufwickel-Dilemma: differenzielle Rotation führt zu Verzerrung der Spiralarme mit der Zeit
• Sterne bewegen sich relativ zu den Spiralarmen (hinein und heraus)
• Wie entstehen Spiralarme?
• Dichtewellentheorie
• Enstehung/Vernichtung von Spiralarmen durch Instabilitäten ausgelöst von Inhomogenität
![Page 14: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/14.jpg)
Die Spiralstruktur der Scheibe
13 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Dichtewellentheorie: Regionen mit erhöhter Dichte können entstehen Dichtewelle rotiert um Galaxie mit anderer Geschwindigkeit Radius, wo Geschwindigkeit gleich der Sterne ist: Corotationsradius
• Numerische Simulationen mit 100 Millionen Sternteilchen zeigen, dass Spiralarme durch Inhomogenitäten ausgelöst werdenZ.B. Molekülwolken. Spiralarme entstehen sind langlebig, verschwinden aber auch wieder
![Page 15: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/15.jpg)
Der stellare Halo
14 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Im stellaren Halo und im Bulge hat die Sternentstehung aufgehört Alte Sterne geben Hinweise auf die frühe Entwicklung der Milchstraße Hauptsächlich Pop II Sterne, mit exzentrischen Orbits
• Ungefähr 1% der Halosterne sind in Kugelsternhaufen (104-106 Sterne) kugelförmig angeordnet und bis zu 50 pc groß - ca. 150-200 Haufen
• Sterndichte im Zentrum: ~105x Dichte der Sonnenumgebung
• Kugelsternhaufen sind nicht gleichmäßigam Himmel verteilt (im Sternbild Schütze konzentriert) ➙ Zentrum Milchstraße
![Page 16: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/16.jpg)
Der stellare Halo
14 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Im stellaren Halo und im Bulge hat die Sternentstehung aufgehört Alte Sterne geben Hinweise auf die frühe Entwicklung der Milchstraße Hauptsächlich Pop II Sterne, mit exzentrischen Orbits
• Ungefähr 1% der Halosterne sind in Kugelsternhaufen (104-106 Sterne) kugelförmig angeordnet und bis zu 50 pc groß - ca. 150-200 Haufen
• Sterndichte im Zentrum: ~105x Dichte der Sonnenumgebung
• Kugelsternhaufen sind nicht gleichmäßigam Himmel verteilt (im Sternbild Schütze konzentriert) ➙ Zentrum Milchstraße
Wie groß ist die mittlere Entfernung zwischen Sternen im Zentrum?Die Anzahldichte dort beträgt 104/pc3.
Wie verhält sich das zum Abstand Sonne - Alpha Centauri (1.3 pc)?
Jeder Stern nimmt Volumen von V = 1/n = 10-4 pc3.Um keine Lücken zu lassen betrachten wir Würfel statt Kugeln:
L = V1/3 = 10-4/3 pc = 0.05 pc
Das entspricht 1/28 x der Entfernung zu Alpha Centauri.
![Page 17: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/17.jpg)
Berühmte Astronomen: Harlow Shapley
15 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• 2. 11.1885 (Missouri) - 20.10.1972 (Colorado) Geboren auf Farm, Schulabgänger (5. Klasse)
• Kriminalistik-Journalist, dann holte er 6 Jahre High School in 2 Jahren nach
• Wollte 1907 in Missouri Journalismus studieren Verzögerung ➙ Studierte erstbestes Fach im VVZ
• Promovierte in Princeton bei Russell (Cepheiden) Bestimmte Entfernung zu Kugelsternhaufen ➙ Sonne ist nicht im Zentrum der (großen) Milchstraße
• Great Debate 26.4.1920 mit Herber Curtis: Sind ‘Spiralnebel’ Teil der Milchstraße oder eigene ‘Insel-Universen’? ➙ Curtis gewann
• Stritt sich mit Hubble über dessen Entdeckung (Junk Science) Ließ sich aber überzeugen durch ‘the letter that destroyed my universe’.
• Direktor des Harvard College Observatory und AAS Präsident (1947)
![Page 18: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/18.jpg)
Einschub: Herzsprung-Russell-Diagramm
16 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• HR-Diagramm gibt Leuchtkraft vs. Temperatur. Kann beides nicht beobachtet werden ➙ Farb-Helligkeits-Diagramm Farbe entspricht Temperatur, Helligkeit entspricht Leuchtkraft
• Farbindex = Helligkeit im Blauen - Helligkeit im Grünen (B-V)
• Helligkeit wird als Magnitude ausgedrückt: 2.5 Magnituden Differenz entsprechen Faktor 10 in Leuchtkraft (logarithmisch!)
• Scheinbare Helligkeit m: auf der Erde beobachtete Helligkeit Absolute Helligkeit M: in Entfernung von 10 pc beobachtete Helligkeit
• Distanzmodul: M = m - 5 log10 (d/pc) + 5
• Wenn die absolute Helligkeit bekannt ist kann die Entfernung berechnet werden
![Page 19: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/19.jpg)
Einschub: Herzsprung-Russell-Diagramm
17 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• HR-Diagramme von Kugelsternhaufen sehen sehr ähnlich aus
• Wasserstoffbrennende Sterne sind auf der Hauptreihe
• Umso älter der Haufen ist, umso mehr (massive) Sterne verlassen die Hauptreihe und werden Riesen
• Position der Hauptreihen-Abzweigung verrät uns, wie alt der Haufen ist!
• Theoretische Sternmodellesagen die Positionen im HRDvoraus (Isochronen)
• Durch Anpassen der Isochronenan die Beobachtung können dieEntfernung und das Alter bestimmt werden!
![Page 20: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/20.jpg)
RR Lyrae Sterne
18 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Wenige Kugelsternhaufen ➙ Ausmessen des Halos schwierig
• Sterne die die Hauptreihe und den Riesenast verlassen haben brennen Helium im Kern ➙ Horizontaler Ast (alle gleiche Helligkeit)
• Können als Standardkerzen benutzt werden um Distanz zu bestimmen
• Wie erkennt man einen RR Lyrae Stern?
• Pulsieren ähnlich den Cepheiden (Opazität von ionisierte Helium variert mit der Temperatur)
• Können bis mehrere 10 kpc beobachtet werden
• Sterndichte im Halo nimmt ab mit r -3
• Zentrum der Milchstraße: 8.5 kpc
![Page 21: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/21.jpg)
Galaktischer Bulge und Bar
19 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Besteht hauptsächlich aus Pop II Sternen (alt, niedrige Metallizität)
• Blick auf Bulge ist durch Staub verdeckt ➙ Beobachtung im IR
• Asymmetrie ist beobachtbar: Bulge ist zum Bar verzerrt
• Entsteht durch Instabilität (zu hohe Oberflächendichte der Scheibe)
![Page 22: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/22.jpg)
Das zentrale Schwarze Loch
20 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Im Zentrum befindet sich eine starke Radioquelle: Sagittarius A*
• Innerhalb von 0.04 pc liegt ein sehr junger Sternhaufen
• Beobachte Sternbewegung um das Zentrum (20 Jahre): Umlaufbahnen ergeben Masse von Zentralem Objekt M = 4.3 x 106M⦿
• Objekt ist sehr kompakt und sehr massive: Schwarzes Loch
![Page 23: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/23.jpg)
Die Entstehung der Milchstraße
21 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
• Im frühen Universum entsteht der Halo aus Dunkler Materie und wächst durch Verschmelzung mit anderen Halos
• In diesen Halo fällt Gas ein und kühlt Das Gas behält Drehimpuls und bildet eine kalte Scheibe
• In dieser Scheibe können Sterne entstehen ➙ stellare Scheibe
• Supernovae erhitzen das Gas wieder ➙ Gleichgewicht
• Der Bulge entsteht durch Galaxienkollisionen im frühen Universum
• Vor der Hälfte des Alters des Universums fällt ein relative massiver Subhalo mit Satellitengalaxie in das System ein ➙ die Scheibe ‘heizt sich auf’ und wird dicker
• Danach entsteht aus dem kalten Gas wieder eine neue dünne Scheibe
• Durch Scheibeninstabilitäten entsteht der Bar im Zentrum
• Halo entsteht durch Zerbersten einfallender Satellitengalaxien
![Page 24: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/24.jpg)
Die Entstehung der Milchstraße
22 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
![Page 25: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/25.jpg)
Die Entstehung der Milchstraße
23 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
![Page 26: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/26.jpg)
Die Entstehung der Milchstraße
24 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
![Page 27: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/27.jpg)
Die Entstehung der Milchstraße
25 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
![Page 28: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/28.jpg)
Die Entstehung der Milchstraße
26 Astrophysik II (Bachelor) 25.10.2017
![Page 29: Astrophysik II - uni-muenchen.de · 2017. 10. 25. · 1. Bachelor Physik mit (Nebenfach) Astronomie Wintersemester 2017/18 Dr. Benjamin Moster. Vorlesung 2: Unsere Milchstraße. Letzte](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062610/6123eadc2858d141ac6a20ac/html5/thumbnails/29.jpg)