1
Struktura a kinematika galaxií
Bruno Jungwiert
Přednášky č. 5 a 6 (26. 11. 2020)
1. Hubbleova a de Vaucouleursova klasifikace
2. Příčky a prstence v diskových galaxiích
3. Dráhy v osově nesymetrických potenciálech
4. Lindbladovy resonance a korotační rezonance
Přírodovědecká fakulta MU - F7567 - 2020
Hvězdná noc, 1889
2
1924, Galaxies and the ,,Great Debate”
1925, The Hubble Sequence (The Hubble classification of galaxies)
Edwin P. Hubble, Mt. Wilson, California
elliptical galaxies (E), lenticular galaxies (S0),
normal spirals (S), barred spirals (SB),
irregular galaxies (I)
from: G. de Vaucouleurs, Classification and Morphology of External Galaxies, Handbuch der Physik, 1959, Vol. 53, pp. 275-310
http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/Dev/frames.html
E. Hubble, The Realm of the Nebulae
The Hubble tuning fork (1925, Mt. Wilson)
Elliptical (E), lenticular (S0), normal spiral (S), barred spiral (SB) and
irregular galaxies (I)
from: G. de Vaucouleurs, Classification and Morphology of External Galaxies, Handbuch der Physik, 1959, Vol. 53, pp. 275-310
http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/Dev/frames.html
E sub-types: E0 – E7, n = 10(1 – b/a)
S and SB sub-types: Sa, Sb, Sc and SBa, SBb, SBc
4
elliptical galaxies,
normal spiral galaxies,
barred spiral galaxies
face-on views
edge-views
The de Vaucouleurs classification (1959, 1964)
- classes E, S0, S, Im
- families A, AB, B
- varieties s, rs, r
from: G. de Vaucouleurs, Classification and Morphology of External Galaxies, Handbuch der Physik, 1959, Vol. 53, pp. 275-310
http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/Dev/frames.html
De Vaucouleurs (1959)
from: G. de Vaucouleurs, Classification and Morphology of External Galaxies, Handbuch der Physik, 1959, Vol. 53, pp. 275-310
http://nedwww.ipac.caltech.edu/level5/Dev/frames.html
Bulges
M 104 SA(s)a
NGC 4565 SA(s)b?
(zdroj: Binney & Merrifield,
Galactic Astronomy, kapitola IV)
B/D – bulge-to-disk ratio
B/T = B/(B+D) – bulge-to-total
luminosity ratio
SA(s)a
SA(s)b
Bars (příčky)
> 2/3 diskových galaxií mají příčku viditelnou v optickém oboru
typ SA: galaxie bez příčky ~1/3
typ SAB: galaxie se ,,slabou” příčkou ~1/3
typ SB: galaxie se ,,silnou” příčkou ~1/3
v blízké infračervené oblasti je frekvence příček > 80%
SAB(s)c SAB(rs)cd
SB(r'l)b
Dvojpříčky (double bars, bars-in-bars)
Nukleární příčky (nuclear bars, baby bars)
Double bar in NGC 1433 (R'1
SB(rs)ab)
(B band, Buta & Combes 1996) (H band, JCA, 1997)
Prstence (rings) a
pseudo-prstence (pseudo-rings)
v diskových galaxiích
označení:
prstence pseudo-prstence
- vnější (outer): R, R1
, R2
R', R'1
, R'2
- vnitřní (inner): r rs (nebo r')
- nukleární: nr nr'
Příklady vnějších a vnitřních prstenců
NGC 7020 (Buta & Combes 1996)
(R)SA(r)0+
(R'(R'11)SB(r)ab)SB(r)ab (Sy)(Sy)
(R'(R'22)SAB(r)b)SAB(r)b
Nukleární prstenec v NGC 1097
SB(r'l,nr)b
Nukleární spirály
NGC 1365, SB(s)bNGC 1365, SB(s)b
optical imageoptical image near-IR image (H-band)near-IR image (H-band)
(different scale; from JCA, 1997)
Epicyclic approximation for Keplerian orbits
from Binney and Tremaine 1987
Zdroj: Binney & Tremaine, Galactic Dynamics
Rovinná (2D) rozeta ve sféricky
symetrickém potenciálu
3D rozety ve zploštělém osově symetrickém
potenciálu – pohled v rotující meridionální
rovině (R, z)
Neperiodické smyčkové dráhy (loop orbits,
deformované rozety) a krabicové dráhy (box
orbits) v osově nesymetrickém nerotujícím
potenciálu
17
18
Zdroj: Binney & Tremaine, Galactic Dynamics
Příklady periodických (uzavřených) drah hvězd v rotujících příčkových potenciálech
(dráhy jsou vykresleny v neinerciální soustavě pevně spojené s příčkou;
hlavní osa příčky leží ve všech obrázcích vodorovně)
Zdroj: Binney & Tremaine, Galactic Dynamics
Příklady neperiodických drah hvězd v rotujícím příčkovém potenciálu
(dráhy jsou vykresleny v neinerciální soustavě pevně spojené s příčkou;
hlavní osa příčky leží ve všech obrázcích vodorovně)
Dráhy v potenciálu diskové galaxie s příčkou:
a) Periodické (uzavřené)
dráhy hvězd, orientované
rovnoběžně s hlavní
osou příčky nebo kolmo
na ni
b) Stáčející se dráhy
plynných mračen
(s osami symetrie
nakloněnými vůči
osám příčky)
(dráhy jsou vykresleny v neinerciální
soustavě pevně spojené s příčkou;
hlavní osa příčky leží ve všech
obrázcích vodorovně)
Stars Gas
Gas
(from Combes 2003)