Spirálgalaxisok

Spirálgalaxisok felületi fotometriája

Felületi fényesség eloszlások

diszk:

bulge:

Empirikus Freeman-törvény:

de Vaucouleurs katalógusa alapján

a centrális felületi fényesség ugyanazon típusú

spirálgalaxisokra kb. hasonló

0(B) = 21.52 ± 0.39 Sa - Sc

0(B) = 22.61 ± 0.47 Sd, vagy későbbi

De lehet, hogy ez csak egy szelekciós effektus...

Spirálgalaxisok rotációs görbéje

felfutó szakasz: v ~ r ==> M(r) ~ r3

==> ’(r)~ konst

konstans szakasz: v = állandó ==> M(r) ~ r

==> ’(r) ~ 1/r2

azaz a galaxisok tömege kifelé folyamatosan nő

de: a felületi fényesség exponenciálisan csökken

==> a világító anyag sűrűsége 1/r2-nél sokkal

gyorsabban csökken ---> SÖTÉT ANYAG !

Tudjuk:

GX	< vmax >	“v

(km/s)	(km/s)

Sa	229	163 - 367

Sb	222	144 - 330

Sc	175	99 - 304

Irr	60	50 - 70

Tejútrendszer: vmax = 250 km/s ==> Sab

vmax a fényesebb galaxisokra nagyobb

a görbe felfutása meredekebb Sa-ra, mint Sc-re

Tully-Fisher reláció

dŒ

Tully-Fisher reláció

tapasztalat:

vmax korrelál a galaxis

abszolút fényességével!

Sa: MB = -9.95 log vmax + 3.15

Sb: MB = -10.2 log vmax + 2.71

Sc: MB = -11.0 log vmax + 3.31

infra: MH = -10.0 log vmax + 3.61

Tully-Fisher reláció

a galaxis dinamikai tömege

tömeg-fényesség reláció

felületi fényesség (Freeman-törvény)

Ezekből:

Tully-Fisher reláció

Magnitúdó-skálán:

Tömeg-fényesség arány

R25: B = 25 mag/arcsec2 -hez tartozó sugár

S

log R25 = -0.25 MB - 4.0

Ezt a T-F relációval kombinálva megmérhető M és L

Sa Sb Sc Irr

<M/LB>	6.2	4.5	2.6

(B-V)	0.75	0.64	0.52	0.4

<MISM/Mgx>	0.04	0.08	0.16	0.25

<MH2/MHI>	2.2	1.8	0.73	0.29

Méret-fényesség korreláció:

Korrelációk a típus és a fizikai paraméterek között

- távoli IR: LFIR / LB Sc és Irr felé nő

- röntgen: LX / LB ~ 10-7

Sc és Irr galaxisokban:

- több az ISM

(gáz+por)

- intenzívebb a

csillagképződés

Szín-gradiens

- a bulge vörösebb

- a diszk kékebb

Okok:

- fémesség-gradiens

(a fémszegény csillagok kékebbek)

- csillagkeletkezési aktivitás

Kis felületi fényességű (LSB) galaxisok

UGC 6614

Malin 2

F469-2

UGC 9024

- spirális v. irreg.

- alacsony felületi

fényesség

- Freeman-"törvényt"

megsértik

- = 0 + a (r / h)

- M / L nagy

(sötét anyag)

LSB galaxisok

centrális felületi

fényessége

(2MASS)

kék: HSB gx

fehér: LSB gx

piros: csillagok

Spirálgalaxisok tömege

1. Dinamikai tömeg

a rotációs görbéből:

tipikus értékek: vmax ~ 200 km/s

R ~ 20 kpc	==> M ~ 1011 Mo

L ~ 1010 Lo	==> M / L ~ 10

SÖTÉT ANYAG

2. Viriál tömeg (bulge)

viriáltétel

ahol

a galaxis teh. nyomatéka

Egyensúly esetén

T.f.h. minden csillag egyforma => M = N m

Ebből:

Ha a sebességek véletlenszerű eloszlásúak (bulge!),

akkor:

Adódik:

A viriál-tömeg:

Jozsef Vinko

2005-02-03T13:20:08