Sistemas Estelares curso 2015 Galaxias Esto no es un apunte de clases
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Historia Clasificación Estructura Sistemas Estelares curso 2015 Galaxias Imágenes y gráficos de apoyo a las clases Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas Universidad Nacional de La Plata, Argentina Profesor: Dr. Sergio A. Cellone Esto no es un apunte de clases Bibliografía Historia Clasificación Estructura Galaxias 1 Introducción histórica Primeros tiempos El Gran Debate 2 Clasificación morfológica La secuencia de Hubble Masa y poblaciones estelares 3 Estructura Forma intrínseca de las galaxias elípticas Efectos de selección Fotometría superficial Ajuste de perfiles Bibliografía Historia Clasificación Estructura Galaxias 1 Introducción histórica Primeros tiempos El Gran Debate 2 Clasificación morfológica La secuencia de Hubble Masa y poblaciones estelares 3 Estructura Forma intrínseca de las galaxias elípticas Efectos de selección Fotometría superficial Ajuste de perfiles Bibliografía Historia Primeros tiempos Clasificación Estructura Bibliografía Historia Primeros tiempos Clasificación Estructura Bibliografía Historia Primeros tiempos Clasificación Estructura Bibliografía Historia Primeros tiempos Clasificación Estructura Bibliografía Historia Primeros tiempos Clasificación Estructura Bibliografía Historia Primeros tiempos Clasificación Estructura Bibliografía Historia Primeros tiempos Clasificación Estructura Bibliografía Historia Primeros tiempos Clasificación Estructura Bibliografía Historia El Gran Debate Clasificación Estructura Bibliografía Historia El Gran Debate Clasificación Estructura Bibliografía Historia El Gran Debate Clasificación Estructura Bibliografía Historia El Gran Debate Clasificación Estructura Bibliografía Historia El Gran Debate Clasificación Estructura Bibliografía Historia El Gran Debate Clasificación Estructura Bibliografía Historia El Gran Debate Clasificación Estructura Bibliografía Historia El Gran Debate Clasificación Estructura Bibliografía Historia Clasificación Estructura Galaxias 1 Introducción histórica Primeros tiempos El Gran Debate 2 Clasificación morfológica La secuencia de Hubble Masa y poblaciones estelares 3 Estructura Forma intrínseca de las galaxias elípticas Efectos de selección Fotometría superficial Ajuste de perfiles Bibliografía Historia La secuencia de Hubble Clasificación Estructura Bibliografía Historia La secuencia de Hubble Clasificación Estructura Bibliografía Historia La secuencia de Hubble Clasificación Estructura Bibliografía Historia La secuencia de Hubble Clasificación Estructura Bibliografía Historia La secuencia de Hubble Clasificación Estructura Bibliografía Historia La secuencia de Hubble Clasificación Estructura Bibliografía Historia La secuencia de Hubble Clasificación Estructura Bibliografía Historia La secuencia de Hubble Clasificación Estructura Bibliografía Historia Clasificación Estructura Bibliografía La secuencia de Hubble Clasificación morfológica Sloan Digital Sky Survey (SDSS) E S0 Sa Historia Clasificación Estructura Bibliografía La secuencia de Hubble Clasificación morfológica Sloan Digital Sky Survey (SDSS) Sa Sb Sc Historia Clasificación Estructura Bibliografía La secuencia de Hubble Clasificación numérica Hubble de V. T E E −5 E–S0 S0− −3 S0 S00 −2 S0/a S0+ 0 Sa Sa 1 Sb Sb 3 Sc Scd 6 Sc–Irr Sdm 8 Irr Im 10 Historia Clasificación Masa y poblaciones estelares Luminosidad - color - morfología Estructura Bibliografía Historia Clasificación Estructura Galaxias 1 Introducción histórica Primeros tiempos El Gran Debate 2 Clasificación morfológica La secuencia de Hubble Masa y poblaciones estelares 3 Estructura Forma intrínseca de las galaxias elípticas Efectos de selección Fotometría superficial Ajuste de perfiles Bibliografía Historia Clasificación Estructura Bibliografía Forma intrínseca de las galaxias elípticas Obtención de la distribución intrínseca de elipticidades Elipticidad observada: = 1−q = 1−b/a. Histograma de elipticidades de 2135 gxs. E (García Lambas et al., 1992, MNRAS 258, 404). Historia Clasificación Estructura Bibliografía Forma intrínseca de las galaxias elípticas Obtención de la distribución intrínseca de elipticidades Historia Clasificación Estructura Efectos de selección El diagrama de Arp (Arp, H. 1965, ApJ, 142, 402) Bibliografía Historia Clasificación Estructura Bibliografía Efectos de selección El diagrama de Arp ultracompact blue dwarf galaxies (UCBD) HST, U – V (narrow) – I imaging (Corbin et al. 2006, ApJ, 651, 861) Historia Clasificación Estructura Bibliografía Efectos de selección El diagrama de Arp ultra compact dwarf (UCD) galaxies (Drinkwater et al. 2003, Nature, 423, 519) Catálogos de galaxias RSA (Revised Shapley-Ames Cat. of Bright Galaxies) 1200 gxs. B . 13. (Sandage & Tammann (1981)). RC3 (3rd Reference Cat. of Bright Galaxies) 23 000 gxs. B . 15.5. (de Vaucouleurs et al. (1991)). APM Bright Galaxies catalogue 14 700 gxs. B < 16.4 (∼ 10 % del cielo). Catálogos de galaxias 2dFGRS (Two degree Field Galaxy Redshift Survey) http://msowww.anu.edu/2dFGRS Última entrega: 30/jun/2003 500 ◦ en 3 zonas. Espectros de 245 591 objetos: 12 311 estrellas + 125 QSO + 232 155 galaxias Corr. al rojo confiables para 221 414 gxs. Catálogos de galaxias SDSS (Sloan Digital Skuy Survey - http://www.sdss.org) Fase III - DR12 (Jul 2014) Imágenes: 14 555 ◦ (& 31 del cielo) 469 053 874 objetos detectados 260 562 744 estrellas 208 478 448 galaxias 12 682 inciertos Espectros: 4 266 444 espectros útiles 2 401 952 galaxias 477 161 QSO 851 968 estrellas 341 140 de cielo 200 490 inciertos Catálogos de galaxias SDSS (Sloan Digital Skuy Survey - http://www.sdss.org) Fase III - DR12 (Jul 2014) Imágenes: 14 555 ◦ (& 31 del cielo) 469 053 874 objetos detectados 260 562 744 estrellas 208 478 448 galaxias 12 682 inciertos Espectros: 4 266 444 espectros útiles 2 401 952 galaxias 477 161 QSO 851 968 estrellas 341 140 de cielo 200 490 inciertos Base de datos de galaxias NED NASA Extragalactic Database http://nedwww.ipac.caltech.edu/ Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Magnitudes y tamaños Galaxia: objeto tridimensional, que vemos proyectado sobre el plano del cielo (en 2 dimensiones) ¿Dónde está el “borde” de una galaxia? No es posible medir directamente el brillo total ni el tamaño completo de una galaxia. Tenemos que definir parámetros que caractericen las luminosidades y tamaños de las galaxias Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Magnitudes y tamaños Galaxia: objeto tridimensional, que vemos proyectado sobre el plano del cielo (en 2 dimensiones) ¿Dónde está el “borde” de una galaxia? No es posible medir directamente el brillo total ni el tamaño completo de una galaxia. Tenemos que definir parámetros que caractericen las luminosidades y tamaños de las galaxias Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Magnitudes y tamaños Galaxia: objeto tridimensional, que vemos proyectado sobre el plano del cielo (en 2 dimensiones) ¿Dónde está el “borde” de una galaxia? No es posible medir directamente el brillo total ni el tamaño completo de una galaxia. Tenemos que definir parámetros que caractericen las luminosidades y tamaños de las galaxias Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Ajuste de isofotas elípticas a la imagen de una galaxia Isofota: curva que une los puntos de igual brillo (generalmente cerrada y aproximadamente elíptica) Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Ajuste de isofotas elípticas a la imagen de una galaxia Parámetros de la elipse: x0 , y0 : coordenadas del centro a: semieje mayor b/a: achatamiento (razón de semiejes) θ: ángulo de posición del eje mayor (del N hacia el E) Historia Clasificación Estructura Fotometría superficial Perfil de brillo superficial Intensidad: I= F E = ∆A ∆t ∆λ ∆Ω ∆Ω Notar que tanto F como ∆Ω decrecen con d 2 → I es independiente de d. Perfil de brillo superficial: I(r ): unidades de flujo/arcsec2 . Bibliografía Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Medidas del flujo luminoso Brillo superficial: µ(r ) = −2.5 log I(r ) +Ci (unidades: mag/arcsec2 ) Flujo integrado: Z rZ F (r ) = 0 0 2π I(r 0 , φ) r 0 dr 0 dφ = 2π Z r 0 Magnitud integrada: m(r ) = −2.5 log F (r ) + Cm I(r 0 ) r 0 dr 0 Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Medidas del flujo luminoso Brillo superficial: µ(r ) = −2.5 log I(r ) +Ci (unidades: mag/arcsec2 ) Flujo integrado: Z rZ F (r ) = 0 0 2π I(r 0 , φ) r 0 dr 0 dφ = 2π Z r 0 Magnitud integrada: m(r ) = −2.5 log F (r ) + Cm I(r 0 ) r 0 dr 0 Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Medidas del flujo luminoso Brillo superficial: µ(r ) = −2.5 log I(r ) +Ci (unidades: mag/arcsec2 ) Flujo integrado: Z rZ F (r ) = 0 0 2π I(r 0 , φ) r 0 dr 0 dφ = 2π Z r 0 Magnitud integrada: m(r ) = −2.5 log F (r ) + Cm I(r 0 ) r 0 dr 0 Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Parámetros obtenidos del perfil de brillo Dependen de la banda fotométrica usada brillo superf. central: µ0 radios isofotales: r25 , r27 mag. isofotales: m25 , m27 Historia Clasificación Estructura Fotometría superficial Parámetros totales y efectivos mag. total integrada: mT = −2.5 log (FT ) + Cm Bibliografía Historia Clasificación Estructura Fotometría superficial Parámetros totales y efectivos radio efectivo: re FT = 2π 2 Z 0 re I(r 0 ) r 0 dr 0 Bibliografía Historia Clasificación Fotometría superficial Parámetros totales y efectivos Brillo superficial efectivo: µe = µ(re ) Estructura Bibliografía Historia Clasificación Estructura Bibliografía Fotometría superficial Parámetros totales y efectivos Brillo superficial efectivo promedio: F (re ) hµe i = −2.5 log +C = mT +2.0+5 log(re ) πre2 Historia Clasificación Estructura Fotometría superficial Parámetros totales y efectivos Parámetro de concentración: Cre (α) = (Trujillo et al. 2001, MNRAS 326, 869) F (αre ) F (re ) (α = 0.3 − 0.5) Bibliografía Historia Clasificación Estructura Fotometría superficial Medición del brillo del cielo µB ' 22.9 → 23.3 mag/arcsec2 µV ' 22.0 → 22.7 mag/arcsec2 µ (mag/arcsec2 ) 20.0 25.0 27.0 28.0 respecto al brillo del cielo 12 veces 12 % 2% 0.8 % Bibliografía Historia Clasificación Estructura Ajuste de perfiles Ley de Hubble modificada I(r ) = 1+ I0 2 r r0 Ventaja: se puede deproyectar Desventajas: 2 parámetros libres (I0 , r0 ) L→∞ No se usa actualmente. ⇒ poco flexible Bibliografía Historia Clasificación Estructura Ajuste de perfiles Ley de Sérsic Propuesta por José Luis Sérsic (1963, BAAA) en la forma: " −bn I(r ) = Ie e r re 1 n # −1 Bibliografía Historia Clasificación Estructura Ajuste de perfiles Ley de Sérsic Propuesta por José Luis Sérsic (1963, BAAA) en la forma: " −bn I(r ) = Ie e r re 1 n # −1 Bibliografía Historia Clasificación Estructura Ajuste de perfiles Ley de Sérsic Propuesta por José Luis Sérsic (1963, BAAA) en la forma: " −bn I(r ) = Ie e r re 1 n # −1 Forma alternativa: I(r ) = I0 e 1/n − rr 0 Bibliografía Historia Clasificación Estructura Ajuste de perfiles Ley de Sérsic Propuesta por José Luis Sérsic (1963, BAAA) en la forma: " −bn I(r ) = Ie e r re 1 n # −1 Forma alternativa: I(r ) = I0 e 1/n − rr 0 Bibliografía Historia Clasificación Estructura Ajuste de perfiles Ley de Sérsic Propuesta por José Luis Sérsic (1963, BAAA) en la forma: " −bn I(r ) = Ie e r re 1 n # −1 Forma alternativa: I(r ) = I0 e 1/n − rr Casos particulares: n = 1 → Ley exponencial n = 4 → Ley de de Vaucouleurs 0 Bibliografía Historia Clasificación Estructura Bibliografía del capítulo: Galactic Astronomy, J. Binney & M. Merrifield (Princeton University Press, 1998). Galaxies in the Universe: An Introduction, Linda S. Sparke & John S. Gallagher III (Cambridge University Press, 2nd. Edition, 2000). The historical quest for the nature of the spiral nebulae. Fernie, J. D. 1970, PASP 82, 1189. Bibliografía
