Galaktyka. Rysunek: Pas Drogi Mlecznej

Podobne dokumenty
Teoria Wielkiego Wybuchu FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Dane o kinematyce gwiazd

Z czego i jak zbudowany jest Wszechświat? Jak powstał? Jak się zmienia?

Budowa Galaktyki. Materia rozproszona Rozkład przestrzenny materii Krzywa rotacji i ramiona spiralne

oraz Początek i kres

PROJEKT KOSMOLOGIA PROJEKT KOSMOLOGIA. Aleksander Gendarz Mateusz Łukasik Paweł Stolorz

Wykład 10 - Charakterystyka podstawowych systemów gwiazdowych: otoczenie Słońca, Galaktyka, gromady gwiazd, galaktyki, grupy i gromady galaktyk

Historia Wszechświata w (dużym) skrócie. Agnieszka Pollo Instytut Problemów Jądrowych Warszawa Obserwatorium Astronomiczne UJ Kraków

Wszechświat: spis inwentarza. Typy obiektów Rozmieszczenie w przestrzeni Symetrie

Gwiazdy - podstawowe wiadomości

Ewolucja galaktyk. Agnieszka Pollo Instytut Problemów Jądrowych Warszawa Obserwatorium Astronomiczne UJ Kraków

Oddziaływanie podstawowe rodzaj oddziaływania występującego w przyrodzie i nie dającego sprowadzić się do innych oddziaływań.

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

Zderzenie galaktyki Andromedy z Drogą Mleczną

Rozciągłe obiekty astronomiczne

Liceum dla Dorosłych semestr 1 FIZYKA MAŁGORZATA OLĘDZKA

Polecam - The Dark Universe by R. Kolb (Wykłady w CERN (2008))

10.V Polecam - The Dark Universe by R. Kolb (Wykłady w CERN (2008))

To ciała niebieskie o średnicach większych niż 1000 km, obiegające gwiazdę i nie mające własnych źródeł energii promienistej, widoczne dzięki

Ekspansja Wszechświata

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Astronomia galaktyczna

Ewolucja Wszechświata

OPIS MODUŁ KSZTAŁCENIA (SYLABUS)

Od Wielkiego Wybuchu do Gór Izerskich. Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny UWr Zakład Fizyki Słońca CBK PAN

Podstawy astrofizyki i astronomii

Galaktyki i Gwiazdozbiory

NIEPRZEWIDYWALNY WSZECHŚWIAT

Uniwersytet Mikołaja Kopernika Toruń 6 XII 2013 W POSZUKIWANIU ŚLADÓW NASZYCH PRAPOCZĄTKÓW

Nasza Galaktyka

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Ciemna strona wszechświata

Materia i jej powstanie Wykłady z chemii Jan Drzymała

Wszechświat na wyciągnięcie ręki

Elementy kosmologii. D. Kiełczewska, wykład 15

1100-3Ind06 Astrofizyka

Teoria ewolucji gwiazd (najpiękniejsza z teorii) dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytetu Wrocławskiego

Synteza jądrowa (fuzja) FIZYKA 3 MICHAŁ MARZANTOWICZ

Neutrina z supernowych. Elementy kosmologii

Wszechświat Cząstek Elementarnych dla Humanistów Ciemna Strona Wszechświata

Ewolucja Wszechświata Wykład 5 Pierwsze trzy minuty

Dr Tomasz Płazak. CIEMNA ENERGIA DOMINUJĄCA WSZECHŚWIAT (Nagroda Nobla 2011)

Kosmologia. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład IX. Prawo Hubbla

Wczoraj, dziś i jutro Wszechświata. Michał Jaroszyński Obserwatorium Astronomiczne

Tworzenie protonów neutronów oraz jąder atomowych

- mity, teorie, eksperymenty

Ewolucja Wszechświata Wykład 7

Wszechświat czastek elementarnych

Po co wymyślono ciemną materię i ciemną energię. Artykuł pobrano ze strony eioba.pl

LIV Olimpiada Astronomiczna 2010 / 2011 Zawody III stopnia

Ciemna materia w sferoidalnych galaktykach karłowatych. Ewa L. Łokas Centrum Astronomiczne PAN, Warszawa

Ewolucja Wszechświata

FIZYKA III MEL Fizyka jądrowa i cząstek elementarnych

LVII Olimpiada Astronomiczna 2013/2014 Zadania zawodów III stopnia

Dział: 7. Światło i jego rola w przyrodzie.

Wczoraj, dziś i jutro Wszechświata. Tomasz Bulik

Metody wyznaczania masy Drogi Mlecznej

Spis treści. Przedmowa PRZESTRZEŃ I CZAS W FIZYCE NEWTONOWSKIEJ ORAZ SZCZEGÓLNEJ TEORII. 1 Grawitacja 3. 2 Geometria jako fizyka 14

Kosmologia. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład VIII. Prawo Hubbla

Metody badania kosmosu

Kosmologia. Elementy fizyki czastek elementarnych. Wykład X. Prawo Hubbla

STRUKTURA MATERII PO WIELKIM WYBUCHU

Życie rodzi się gdy gwiazdy umierają

Odległość mierzy się zerami

Co to jest promieniowanie grawitacyjne? Szymon Charzyński KMMF UW

Diagram Hertzsprunga Russela. Barwa gwiazdy a jasność bezwzględna

LXII Olimpiada Astronomiczna 2018/2019 Zadania z zawodów III stopnia. ρ + Λ c2. H 2 = 8 π G 3. = 8 π G ρ 0. 2,, Ω m = 0,308.

Astronomia. Znając przyspieszenie grawitacyjne planety (ciała), obliczyć możemy ciężar ciała drugiego.

Konkurs Astronomiczny Astrolabium II Edycja 26 marca 2014 roku Klasy I III Liceum Ogólnokształcącego Test Konkursowy

Konkurs Astronomiczny Astrolabium IV Edycja 26 kwietnia 2017 roku Klasy I III Gimnazjum Test Konkursowy

GRAWITACJA I ELEMENTY ASTRONOMII

Wszechświat w mojej kieszeni. Wszechświat mgławic. Grażyna Stasińska. Nr. 1. Obserwatorium paryskie ES 001

Sens życia według gwiazd. dr Tomasz Mrozek Instytut Astronomiczny Uniwersytet Wrocławski

Cząstki elementarne z głębin kosmosu

Wszechświat. Opis relatywistyczny Początek: inflacja? Równowaga wcześnie Pierwotna nukleosynteza Powstanie atomów Mikrofalowe promieniowanie tła

[C [ Z.. 2 ]

ASTRONOMIA Klasa Ia Rok szkolny 2012/2013

Podróż do początków Wszechświata: czyli czym zajmujemy się w laboratorium CERN

Elementy astronomii w geografii

LX Olimpiada Astronomiczna 2016/2017 Zadania z zawodów III stopnia. S= L 4π r L

- Cząstka Higgsa - droga do teorii wszystkiego

Wielki Wybuch czyli podróż do początku wszechświata. Czy może się to zdarzyć na Ziemi?

Galaktyki aktywne II. Przesłanki istnienia,,centralnego silnika'' Dyski akrecyjne Czarne dziury

Od wielkiego wybuchu do gwiazd neutronowych fizyka relatywistycznych zderzeń ciężkojonowych

MODEL WIELKIEGO WYBUCHU

Kosmiczna Linijka Agnieszka Janiuk Centrum Astronomiczne PAN

Początek Wszechświata najwspanialszy eksperyment fizyczny

Ciemna strona wszechświata

Skala jasności w astronomii. Krzysztof Kamiński

Ewolucja Wszechświata

Elementy kosmologii. Rozszerzający się Wszechświat Wielki Wybuch (Big Bang) Nukleosynteza Promieniowanie mikrofalowe tła Ciemna Materia Leptogeneza

Wirtualny Hogwart im. Syriusza Croucha

Konkurs Astronomiczny Astrolabium IV Edycja 26 kwietnia 2017 roku Klasy I III Liceum Ogólnokształcącego Test Konkursowy

Analiza spektralna widma gwiezdnego

Astronomia na egzaminie maturalnym. Część 2

Promieniowanie 21 cm rys i narracja: Struktura nadsubtelna atomu wodoru Procesy wzbudzenia Widmo sygnału z całego nieba Tomografia 21 cm Las 21 cm

Ewolucja Wszechświata Wykład 8

Plan Zajęć. Ćwiczenia rachunkowe

Supermasywne czarne dziury

Ciemna materia i ciemna energia. Andrzej Oleś

I etap ewolucji :od ciągu głównego do olbrzyma

Transkrypt:

Galaktyka Rysunek: Pas Drogi Mlecznej

Galaktyka

Ośrodek międzygwiazdowy - obłoki molekularne - możliwość formowania się nowych gwiazd. - ekstynkcja i poczerwienienie (diagramy dwuwskaźnikowe E(U-B)/E(B-V)=0.7, A V = 3E(B V )), dla centrum Galaktyki ekstynkcja w filtrze V ok 25-30 mag. Układ kilkuset miliardów gwiazd i wielu miliardów mas słońca gazu w którym znajduje się Słońce Odległość Słońca od Centrum Galaktyki ok. 8.5 kpc. Okres obiegu ok. 200 mln lat. Masa wewnątrz orbity Słońca ok. 10 11 M Średnica dysku Galaktyki - ok 30 kpc. Całkowita jasność ok. 20 mld jasności Słońca

Współrzędne galaktyczne b - szerokość galaktyczna l - długość galaktyczna współrzędne równikowe równonocne środka galaktyki to α = 17h 45m 37s, δ = 28 o 56 10 współrzędne północnego bieguna galaktycznego to α = 12h 51m 26s, δ = +27 o 07 08 Rysunek: współrzędne galaktyczne

Budowa Galaktyki Centrum Galaktyki: najprawdopodobniej czarna dziura o masie ok. 3.6 mln M źródło promieniowania radiowego i rentgenowskiego. Zgrubienie centralne (najprawdopodobniej poprzeczka), dysk (Populacja I) populacja sferyczna (Populacja II). Całkowita masa Galaktyki szacowana jest na podstawie pomiarów prędkości radialnych obłoków neutralnego wodoru, odległych od Centrum gromad kulistych i małych galaktyk znajdujących się w pobliżu. Liniowy wzrost masy z odległością - ok 6 10 11 M do 60 kpc - ciemna materia.

Rysunek: Centrum Galaktyki

Galaktyki Problem mgławic pozagalaktycznych - nieroztrzygnięty do 1924r. Obserwacje cefeidy w Wielkiej Mgławicy Andromedy (Hubble 1924) - galaktyki stanowią odrębne systemy gwiazd podobne do naszej Galaktyki Podstawowe typy morfologiczne galaktyk: eliptyczne (o różnym stopniu spłaszczenia) spiralne (o różnych rozmiarach i jasności części centralnej i wyodrębnieniu ramion spiralnych) i spiralne z poprzeczką nieregularne.

Rysunek: Wielki Obłok Magellana

Rysunek: Mały Obłok Magellana i gromada kulista 47 Tuc

Rysunek: Galaktyka spiralna M31 (Wielka Mgławica w Andromedzie)

Rysunek: Galaktyka spiralna M81

Rysunek: Galaktyka spiralna M51

Rysunek: Galaktyka spiralna z poprzeczką NGC 1300

Rysunek: Nietypowa galaktyka eliptyczna NGC 5128 (Cen A)

Rysunek: Galaktyka eliptyczna M87

Grupy i gromady galaktyk Obłoki Magellana, galaktyka karłowata w Strzelcu. Lokalna Grupa Galaktyk: Galaktyka, M31, M33, Obłoki Magellana + kilkadziesiąt małych galaktyk. Grupy galaktyk: kilka - kilkadziesiąt galaktyk Gromady galaktyk: kilkaset - wiele tysięcy. Zderzenia galaktyk: sprężenie gazu - gwałtowne tworzenie się młodych masywnych gwiazd - wiatry gwiazdowe i wybuchy supernowych zasilenie gazem centralnych obszarów galaktyk.

Rysunek: Kwintet Stefana - silnie oddziałująca grupa galaktyk

Rysunek: Centralna część gromady galaktyk w Pannie

Rysunek: Centralna część gromady galaktyk w Warkoczu Bereniki

Aktywne jądra galaktyk Galaktyki Seyferta - o bardzo jasnych jądrach. Radioastronomia: odkrycie radiogalaktyk i kwazarów 3C273 - pierwszy kwazar dla którego zidentyfikowano linie widmowe. Były to linie wodoru przesunięte ku czerwieni o z=0.158, co oznacza, że oddala się od nas z prędkością prawie 44 000 km/s. Jeżeli prędkośc ta była związana z ekspansją Wszechświata, to musiał być bardzo daleko i być bardzo jasny (100 razy jaśniejszy niż duża galaktyka). Aktywne jądra galaktyk (galaktyki Seyferta, radiogalaktyki, kwazary) - opadanie materii na bardzo masywne czarne dziury Okres najwiekszej aktywności już minął.

Rysunek: Radioźródła o różnych strukturach

Rysunek: Przykłady galaktyk Sayferta

Rysunek: Kwazary i ich galaktyki macierzyste

Rysunek: Kwazary i ich galaktyki macierzyste

Kosmologia Ogólna Teoria Względności: geometryczny opis czasoprzestrzeni (Einstein 1915) Niestabilność rozwiązań dla modeli jednorodnych i izotropowych (Lemaitre, Friedman) - modele otwarte i zamknięte. Gęstość krytyczna - model płaski: ρ c = 3H2 8πG 10 26 kg/m 3 Bezwymiarowy parametr gęstości Ω = ρ ρ c

Obserwacyjne stwierdzenie oddalania się odległych galaktyk (Hubble 1929) Prawo Hubble a: v = H r H - stała Hubble a (wg obecnych ocen H 70km/s/Mpc) Teoria pierwotnej nukleosyntezy ok. 74% masy barionów - wodór ok 26% - hel śladowa ilość pierwiastków cięższych: lit, beryl Odkrycie reliktowego promieniowania tła (1965) (widmo promieniowania ciała doskonale czarnego o T 2.7K)

Obserwacje odległych supernowych, fluktuacji mikrofalowego promieniowania tła i obserwacje rozkładu i prędkości galaktyk pozwoliły na ustalenie wieku Wszechświata i względnego udziału ciemnej materii i ciemnej energii Wszechświat ma około 13.7 miliarda lat. Zestawienie składowych masy-energii Wszechświata materia świecąca - 0.003 materia barionowa - 0.03 ciemna materia - 0.24 ciemna energia - 0.73 Powstawanie galaktyk i gromad galaktyk: rozwój niestabilności grawitacyjnej pierwotnych zaburzeń rozkładu ciemnej materii

Rysunek: Zaburzenia mikrofalowego promieniowania - obraz Wszechświata gdy miał niecałe 400 tysięcy lat

Ewolucja składu chemicznego Wszechświata W wyniku pierwotnej nukleosyntezy powstał hel i śladowe ilości pierwiastków lekkich, takich jak lit, bor i beryl Populacja III - pierwsze gwiazdy pozbawione były pierwiastków ciężkich - mogły być dużo masywniejsze niż obecnie. Pierwiastki cięższe od berylu powstały we wnętrzach gwiazd. Pierwiastki cięższe od żelaza powstały w większości w wyniku wybuchów supernowych. Centralne części galaktyk dużo szybciej zostają wzbogacone w pierwiastki ciężkie niż peryferia. Obecnie gwiazdy I populacji w otoczeniu Słońca zawierają około 2 % pierwiastków cięższych niż hel (metali). większa zawartość metali powoduje łatwiejsze powstawanie planet.

Główne etapy ewolucji Wszechświata w modelu Wielkiego Wybuchu Era Plancka - do 10 43 s. Konieczna znajomość kwantowej teorii grawitacji. Prawdopodobnie wszystkie oddziaływania fundamentalne (grawitacyjne, elektromagnetyczne, słabe, silne) mają tę samą siłę. Era Wielkiej Unifikacji - do 10 35 - okres unifikacji odziaływań elektromagnetycznych silnych i słabych. Era Inflacji (10 35 10 32 ) s - okres eksponensjalnego rozszerzania się Wszechświata

Era kwarków (10 32 10 5 s) - Wszechświat wypełniony plazmą kwarkowo-gluonową (10 11 s oddzielają się oddziaływania elektromagnetyczne i słabe). Era hadronów (10 5 1 s) tworzą się hadrony Era leptonów (1-10 s) anihilacja większości hadronów powoduje, że większość masy Wszechświata zawarta jest w leptonach Era promieniowania (10 s - 300 tys lat) - anihilacja większości leptonów i antyleptonów (pozostaje nadwyżka leptonów) powoduje że większość energii - masy Wszechświata związana jest z promieniowaniem. W trakcie kilku minut dokonuje się synteza helu i śladowych domieszek pierwiastków lekkich. 300 tys lat - rekombinacja atomów. Era materii - od 300 tys lat do teraz? Era ciemnej energii od 6 mld lat do końca Wszechświata?