Στοιχεία Γαλαξιακής Δυναμικής και Μορφολογίας γαλαξιών

Παρουσίαση με θέμα: "Στοιχεία Γαλαξιακής Δυναμικής και Μορφολογίας γαλαξιών"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Στοιχεία Γαλαξιακής Δυναμικής και Μορφολογίας γαλαξιών
Π.Α. Πάτσης Κέντρο Ερευνών Αστρονομίας, Ακαδημίας Αθηνών

2 Αστρική Δυναμική Γαλαξίες – Γαλαξιακή Δυναμική (+αέριο)
Binney & Tremaine “Galactic Dynamics” 1987 Γαλαξίες – Γαλαξιακή Δυναμική (+αέριο)

3 Δυναμική χωρίς συγκρούσεις (collisionless)
Έστω ότι κινούνται σε ευθύγραμμες τροχιές

4 Δυναμική χωρίς συγκρούσεις (collisionless)
Μέση ελεύθερη διαδρομή (mean free path): n : αριθμητική πυκνότητα σ: διατομή της σύγκρουσης

5 Δυναμική χωρίς συγκρούσεις (collisionless)
αστέρες

6 Δυναμική χωρίς συγκρούσεις (collisionless)
χρόνος μεταξύ συγκρούσεων: Διασπορά ταχυτήτων φορές > ηλικία του γαλαξία

7 Δυναμική χωρίς συγκρούσεις (collisionless)
Αφού οι συγκρούσεις είναι σπάνιες, η κίνηση κάθε αστέρα καθορίζεται μόνο από τη βαρυτική έλξη όλων των άλλων αστέρων. Μπορούμε να υποθέσουμε ότι η μάζα του γαλαξία είναι συνεχώς (όχι διακριτά) κατανεμημένη Μπορούμε να εξετάσουμε την κίνηση σε ομαλά βαρυτικά δυναμικά

8 Χαρακτηριστικοί χρόνοι Ορισμοί:
Δυναμικός χρόνος (dynamical timescale, crossing time) R, διάσταση συστήματος v, χαρακτηριστική ταχύτητα

9 Χαρακτηριστικοί χρόνοι Ορισμοί:
Χρόνος αλλοίωσης (relaxation time) Ο χρόνος στον οποίο η ταχύτητα v ενός αστέρα μεταβάλλεται σημαντικά λόγω προσεγγίσεων από άλλους αστέρες. Ορίζεται:

10 ΑΣΚΗΣΗ - εργασία Ελλειπτικός γαλαξίας (1011 αστέρες, R=10kpc): Tcross ~ 108 yr Γαλαξίες : Trelax ~ ηλικίες σύμπαντος Σφαιρωτά σμήνη Trelax ~ 107 yr ρ, Ν, R, v, bmin, m...

11 Βιβλιογραφία http://www.maths.qmul.ac.uk/~wjs/MTH726U/chap2.pdf
Binney & Tremaine 1987, σελ. 187…

12 Χτίζοντας γαλαξίες – το πρόβλημα της αυτοσυνέπειας
Υπέρθεση τροχιών σε γαλαξιακά δυναμικά Επιλογή δυναμικού Βιβλιοθήκη τροχιών Ολοκλήρωση τροχιών Έλεγχος αυτοσυνέπειας

13 Οι τύποι των γαλαξιών ALL GALAXIES are not created equal. Of the three main types of galaxies, one stands out from the rest for its stunning beauty: the spiral Ken Croswell, “The alchemy of the heavens”

14 Ελλειπτικοί γαλαξίες Προφίλ επιφανειακής λαμπρότητας:
M86, M84 Virgo Προφίλ επιφανειακής λαμπρότητας: Ie : επιφανειακή λαμπρότητα σε απόσταση re re: ακτίνα που περιλαμβάνει 50% της φωτεινότητας (luminosity)

15 Το θεώρημα Virial (Ν σωμάτια που αλληλεπιδρούν βαρυτικά)
Οι μέσες τιμές (χρονική εξέλιξη) της ολικής κινητικής και δυναμικής ενέργειας είναι καλά ορισμένες Θέσεις και ταχύτητες φραγμένες (χρονική εξέλιξη)

16 Θεώρημα Virial -εφαρμογή
Ε0 (σφαιρικός) Ελλειπτικός γαλαξίας, ακτίνας R, ομοιόμορφη πυκνότητα, έχει Ν αστέρες μάζας m, που έχουν χαρακτηριστικές ταχύτητες v Η συνολική βαρυτική δυναμική ενέργεια ομογενούς σφαίρας μάζας Μ, ακτίνας R

17 Θεώρημα Virial -εφαρμογή

18 Η μορφολογία των δίσκων
Κανονικός Ραβδωτός Ενδιάμεσος τύπος 17/1/2019

19 Η γενική εικόνα Bulge Δίσκος Άλως
Τα άστρα περιστρέφονται γύρω από το κέντρο του γαλαξία σε σχεδόν κυκλικές τροχιές

20

21

22 Pro-Cons

23 NGC2997

24 Τέλος 1ου μαθήματος