PřF:F7567 Struktura a kinematika galaxií - Informace o předmětu
F7567 Struktura a kinematika galaxií
Přírodovědecká fakultapodzim 2024
- Rozsah
- 2/0/0. 2 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
- Vyučující
- RNDr. Bruno Jungwiert, Ph.D. (přednášející)
- Garance
- RNDr. Bruno Jungwiert, Ph.D.
Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: RNDr. Bruno Jungwiert, Ph.D.
Dodavatelské pracoviště: Ústav teoretické fyziky a astrofyziky – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta - Rozvrh
- St 12:00–13:50 F3,03015, St 14:00–15:50 F3,03015
- Omezení zápisu do předmětu
- Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
- Cíle předmětu
- Hlavním cílem předmětu je seznámit studenty s klasifikací, strukturou a kinematikou galaxií a větších systémů z nich sestávajících - galaktických skupin, kup a nadkup - jakož i s teoretickými a observačními nástroji k jejich studiu. Část výkladu je věnována podrobnějšímu popisu naší Galaxie a Místní skupiny galaxií. Součástí předmětu jsou též základy galaktické dynamiky. Na předmět navazuje přednáška F8567 (Dynamika a vývoj galaxií), která se zaměřuje na pokročilejší partie galaktické dynamiky a vývoj galaxií v kosmologickém kontextu.
- Výstupy z učení
- Student bude po absolvování předmětu schopen:
- charakterizovat typy galaxií a jejich základní strukturální a fyzikální vlastnosti
- rozpoznat základní typy galaxií na optických či infračervených snímcích, včetně rozlišení jejich různých morfologických komponent
- charakterizovat prostorové rozložení galaxií a jejich kinematiku v pozorovatelném vesmíru
- popsat obecné vlastnosti gravitačních polí galaxií a uvést nejběžnější příklady sféricky a osově symetrických modelů gravitačních potenciálů
- popsat pohyby hvězd a plynu v diskových a eliptických galaxiích pomocí tvaru jejich trajektorií, orbitálních frekvencí, integrálů pohybu, tenzoru disperze rychlostí a řešení pohybových rovnic při použití výše uvedených modelových potenciálů - Osnova
- 1. Úvod: galaxie v obrazech (fotografický přehled diverzity galaxií); kosmologický kontext: galaxie v expandujícím vesmíru; lokální versus vzdálené galaxie; základní charakteristiky galaxií (hmotnosti, rozměry, luminozita)
- 2. Historie objevu mlhovin a galaxií - část I: Mléčná dráha - prvotní pozorování a hypotézy (Galileo Galilei, Immanuel Kant, Thomas Wright, William Herschel); katalogizace mlhovin/hvězdokup: Messierův katalog, Herschellův Catalogue of Nebulae and Clusters of Stars; General Catalogue; New General Catalog, Index Catalogues; počátky astrofotografie mlhovin a galaxií; objev spirálních mlhovin (lord Rosse a dalekohled Leviathan - spirální mlhoviny M51 a M99)
- 3. Historie objevu mlhovin a galaxií - část II: ,,Velká debata" 1920-1924 (Harlow Shapley vs Heber Curtis - hypotéza ,,Velké Galaxie"/hypotéza ,,ostrovních vesmírů"); prostorové rozložení kulových hvězdokup; P-L relace pro Cepheidy (Henrietta Leavitt); Hubbleův objev Cepheid v M31 / určení vzdálenosti M31 / potvrzení hypotézy galaxií jakožto extragalaktických ,,ostrovních vesmírů"
- 4. Klasifikace galaxií: Hubbleova posloupnost, de Vaucouleursova klasifikace, moderní morfologické/fotometrické/kinematické klasifikace
- 5. Morfologické složky galaxií: bulge/pseudo-bulge, disk (tenký disk/silný disk), příčka, hvězdné halo, spirální ramena, prstence, hvězdokupy, slupky, halo temné hmoty; plynné struktury
- 6. Hmotnostní, rozměrové a fotometrické charakteristiky galaxií: globální charakteristiky (hmotnost, rozměrové škály, luminozita, barevné indexy); radiální a vertikální průběhy plošné jasnosti a plošné hustoty (exponenciální profil, Gaussův profil, profil sech^2, de Vaucouleursův profil, Sersicův profil, NFW profil)
- 7. Plynná složka galaxií: základní charakteristiky (teplota/hustota/chemické složení) a rozložení atomárního, molekulárního a ionizovaného plynu v galaxiích; plynné disky, plynná mračna, plynné halo
- 8. Mléčná dráha - naše Galaxie
- 9. Skupiny, kupy a nadkupy galaxií; Místní skupina galaxií; Virgo cluster a Virgo supercluster; Laniakea supercluster
- 10. Počet a hustota galaxií v pozorovatelném vesmíru, luminozitní a hmotnostní funkce galaxií; nejméně a nejvíce hmotné galaxie
- 11. Úvod do kinematiky galaxií: trajektorie hvězd a plynu v diskových, eliptických a trpasličích galaxiích; orbitální frekvence; rotace galaxií, rotační křivka
- 12. Rychlostní rozdělení hvězd: tenzor disperze rychlostí, anizotropie rychlostí
- 13. Úvod do galaktické dynamiky: gravitační potenciál galaxií; Poissonova rovnice, jednoduché modelové páry potenciál-hustota (logaritmický potenciál, Plummerova sféra); Newtonovy teorémy; kruhová a úniková rychlost; sférické, osově symetrické and tříosé potenciály; integrály pohybu (energie, moment hybnosti)
- 14. Epicyklická aproximace, epicyklická frekvence, orbitální rozeta
- 15. Pohyby hvězd kolmo na galaktickou rovinu; vertikální frekvence
- Literatura
- Výukové metody
- teoretická příprava
- Metody hodnocení
- typ výuky: přednášky, diskuse, cvičení
hodnocení: 2 písemné testy během semestru + závěrečná ústní zkouška - Další komentáře
- Studijní materiály
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
S. - Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů
- Statistika zápisu (nejnovější)
- Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2024/F7567