H nsi galaxii pouhýma očima na celé hvězdné obloze - M31, SMC, LMC velké množství galaxií => každý má aspoň jednu ©; (ultra)hluboký pohled do vesmíru galaxie - rozdíly - velikost, stavb,a =i> klasifikace -Edwin Hubble (19^6, 1936) extreme Deep Field Přehlídka blízkých galaxií pomocí družice Herschel v daleké IR (i50-600|am) de Vaucouleursův systém klasifikace galaxií - 3D rozšíření Hubbleovy klasifikace / (1959) J( přidal rozšíření pro spirální gal. podle 3 znaků: - pncka - prstence - spirální ramena a dle stupně vývoje (rané, pozdní)... Gérard de Vaucouleurs (1918-1995) Aj saw Falešná představa? Je Hubbleova sekvence vývojová? 1930- 1950: ANO, ale kterým směrem? E-> S nebo S -> E? Hubble sám: eliptické nemluvně -> čočková dorostenec -> dospělá spirální nemluvně = „early type galaxy", ale „raná galaxie" je nesmysl jiní: nejmladší Irr -> Sd- Sc- Sb- Saa čočkovité -> E nejstarší 1950- 1980: NE důvod: galaxie se rodí s počátečním úhlovým momentem (průměrný moment hybnosti na jednotku hmotnosti galaxie pak klesá; hraje roli při tvorbě hvězd) od 1980: ANO S -> E: pravděpodobnější - eliptické a čočkové jsou starší galaxie, které se pravděpodobně vyvinuly ze stárnoucích spirálních systémů ALE 21. st. - proces vývoje galaxií mnohem složitější, Hubbleova ladička je příliš jednoduchá Hubbleova sekvence platí i pro galaxie staré 11 miliard let návrh na lepší dělení galaxií: 2006 - Atlas3D (2006,2011) - projekt mapoval 260 eliptických a čočkových („raných") galaxií „rané galaxie" - bez plynu pro tvorbu hvězd => hladké, ploché, hvězdy obíhají samostatně (fosilní záznamy evoluce galaxií) spirální- rameno, plyn, prach pro tvorbu hvězd, obíhají v rovině stejným směrem pospolu rané - do dvou skupin - rychlé a pomalé rotátory Fast rotator (N G C 4660) Stow rotator |NGC 445 S) -150/150 I (Km/s) -30/30 (Kmís} nové dělení - lépe popisuje vlastnosti Sa Sb £0 E4 Slow Rotators Ab t/ E5 SOa SOb Fast Rotators Sc AC SOc t 85 % => sférické galaxie jako spirální bez spirál Late-type spirals 41 ■ Early-type spirals Lenticulars 9 Ellipticals Mass Credits: L. Cortese (ICRAR/UWA) and Sloan Digital Sky Survey Hubbleovo dělení Spirální galaxie označování - spirální S, spirální s příčkou SB + písmena a až d - podle poměru velikosti jádra a ramen; Sa - relativně velké jádro malá ramena -> Sd malé jádro, velká ramena; obdobně SBa -> SBd Naše Galaxie je typu SBc • nejméně dvě spirální ramena připojená přímo nebo přes příčku • v ramenech - hodně žhavých hmotných hvězd, - rozsáhlá oblaka mezihvězdné látky (oblasti Hll) • 1 do 20 % (hmotnostně) mezihvězdné látky • celkové hmotnosti -109 -1012 Mn Vypadá takto naše Galaxie? Speed differences create central bar 100 million years 200 million years 400 million years Hubbleovo dělení Eliptické galaxie E Označení: E+x x= 10[(a - b)/a] a,b - poloosy galaxie fakticky EO (kruhové) -> E7 (ploché) tvar koule nebo rotačního elipsoidu ■ Znaky: - většinou staré trpasličí hvězdy - M < 2 M0, malý výkon - mezihvězdná látka do 0,2 % celkové hmotnosti - velké rozdíly velikostí a hmotností (obří 1013 M0 x trpasličí 106 M0) - zpravidla bez oblastí vzniku nových hvězd Hubbleovo dělení Čočkovité galaxie SO spirální galaxie bez ramen nelze jednoznačně přiřadit - přechodný typ mezi S a E galaxiemi znaky - výrazné jádro (pokles jasu od středu k okrajům stupňovitě), - někdy sledujeme náznaky spirálních ramen, příčky a vnějšího prstence - téměř žádná mezihvězdná látka Hubbleovo dělení Nepravidelné galaxie označení lrr(z anglického irregular= nepravidelný) několik procent galaxií Znaky: méně hmotné soustavy, 108 -109 M 30 - 40 % celkové hmotnosti - mezihvězdná látka => tvorba nových hvězd. galaxie Tykadla (Antennae Galaxies) NGC 4038 a NGC 4039 Hoagův objekt Dvě zvláštnosti Slupkové galaxie - objev D. Malin (1979) - eliptické galaxie se soustřednými oblouky, slupkami kolem celé galaxie - oblouky tvoří jemnou strukturu a jejich vnější okraj má ostrou hranu - odhad - 17-44 % typu E je slupkových Prstencové galaxie HoagŮV Objekt - vzdálen přibližně 600 milionů ly (objeven v r. 1950) Galaxie Kolo od vozu (Zwickyho elipsa) Aktivní galaxie - AGN jádra cca 10 % galaxií - anomálie: - vyšší a proměnlivý tok záření v části spektra - výrony materiálu, výtrysky ionizovaného plynu až 106 M0 1908 - Edward A. Fath - emisní čáry ve spektru NGC 1068 (M77) 1926 - Edwin Hubble - emisní čáry u třech galaxií 1943 - Carl K. Seyfert - 12 galaxií s velmi jasným jádrem, odlišným spektrem studium aktivních galaxií V jedna z priorit galaktické astronomie M82 Energie aktivních galaxií Zářivý výkon - o 1 -3 řády větší než zářivý výkon všech hvězd v galaxii vyzařován z malé oblasti - jádro galaxie => => jaderné reakce nestačí! efektivnější uvolňování energie -> spad hmoty do černé díry => model galaxie s masivní ČD uprostřed kde se bere krmení? - mezihvězdná hmota - hvězdy, jejich zbytky (slapové síly) - materiál z mezigalaktického prostoru . - pohlcené galaxie (kanibalismus) kvazary (radiově hlučné! racJíogalaxie (siroke cary) L ^ m J radiogalaxie w — (úzké čáry) Aktivní galaxie rádiově tiché (linery, Seyfertovy galaxie: kvasary QSO) rádiové hlučné (rádiové galaxie, blazary, OVV kvasary) LINERs = Low-ionization nuclear emission-line regions QSO = quasi-stellar object OVV = Optically Violently Variable blazar = objekt typu BL Lac * kvazary i (radiově tiché) Seyfert 1 stejná fyzikální podstata x různé úhly pohledu! Observed Properties of Jets and the Angle to the Line of Sight G AGN I i i Angle 90 deg 60 deg 30 deg radiova galaxie/ Seyfert 2 kvasar/ Seyfert 1 kvasar/ Seyfert 1 t lizke tary kvazary (radios hlucnel radsogalaxie ' (siroke cary) Seyfert 2 Seyfert 1 0 deg blazar Seyfertovy galaxie objev - 1943 - Carl Keenan Seyfert - 12 galaxií - jasné jádro, odlišné spektrum dnes - cca 200 galaxií (cca 10 % velkých spirálních galaxií) akreční disky - pod úhlem nebo z boku; z naměřených rudých posuvů => podobné jako kvasary a blazary, ale mnohem blíže spektrum jádra není hvězdné - zakázané, emisní čáry; podle čar - 2 typy zářivý výkon 109-1012 L0 - změny v průběhu měsíců => rozměry řádově 0.1 ly Kvasary kvasary (quasistellar rádio source) - nejmohutnější aktivita - objev konec 50. let, 1963 - optický protějšek rádiových zdrojů - velmi staré, nejvzdálenější objekty ve vesmíru - nejbližší kvasar 3C 273 - vzdálenost 749 Mpc, rychlost vzdalování 50 000 km/s; 12,8 mag - nejzářivější objekty ve -1015 L0 (104x více než LGa|axie). - zářivá oblast - o 20 řádů menší než objem normální galaxie! - změny zářivého výkonu ve škále dnů => rozměr zdroje < světelné dny 50 000 kvasarů, většina radiově klidná = tzv. tiché kvasary Rádiové galaxie (radiogalaxie) z boku pozorovaná eliptická galaxie (napr. Cen A) emise rádiových vln - synchrotronové záření (elektrony urychlené magnetickým polem) Kanibalismus galaxií nepravidelné galaxie - některé „deformované" spirální galaxie vysvětlení - těsná vzájemná přiblížení a srážky. velmi pomalé setkání galaxií -> menší pohlcena => kanibalismus galaxií Průběh setkání: • trajektorie hvězd v galaxiích silně změněny, přímá srážka však nehrozí • mezihvězdný materiál - promíchán a zahuštěn => překotná tvorba nových hvězd (řádově desítky až stovky tisíc). • „kanibal ztloustne" • časté v centrech velkých kup galaxií •doba setkání- 108 -109 let • kolem velkých kanibalů - tisíce kulových hvězdokup (relativně mladých!) n ii Dvě propletené galaxie, označené NGC 3314, se nacházejí v souhvězdí Hydry, ale neinteragují, jen projekce Interagující galaxie NGC 2207 (vlevo) a IC 2163 v souhvězdí Velkého psa. E B B B Aktivní galaxie: • Většina záření způsobena rozžhaveným plynem • Intenzita záření maximální v rádiové oblasti • Supermasívní černé díry v jejich středech - velmi aktivní. • Nejvíce záření vychází z jejich jader. Běžné galaxie: • Většina světla pochází z hvězd. • Emitované záření - nejintenzívnější ve viditelné oblasti • Obří černé díry v jejich centrech jsou neaktivní. • Světlo je rozloženo po celé galaxii. Rozdíly mezi aktivními a normálními galaxiemi Galaxy Active Emission Lines X-rays Excess of Strong Jets Variable Radio- Type Nuclei Narrow Broad UV Far-IR Radio loud Normal no weak no weak no no no no no no Starburst no yes no some no yes some no no no Seyfert 1 yes yes yes some some yes few no yes no Seyfert II yes yes no some some yes few yes yes no Quasar yes yes yes some yes yes some some yes 10% Blazar yes no some yes yes no yes yes yes yes BL Lac yes no no/faint yes yes no yes yes yes yes OVV yes no stronger than BL Lac yes yes no yes yes yes yes Radio galaxy yes some some some some yes yes yes yes yes Vesmír velkých měřítek galaxie - většinou v párech, skupinách Galaxie - ve skupině 50 galaxií (místnískupina galaxií) známí sousedé: LMC, SMC, M 31 , M 33 nejhmotnější - naše Galaxie a M 31 galaxie místní skupiny - v oblasti o průměru asi 800 kpc Sextans A Sextans B 1 milllion ly Tucana Dwarf Aquarius Dwarf SagDIG Kupy galaxií největší gravitačně vázané struktury ve vesmíru - z pozorování - Com, Her, Vir (nejbližší 17 Mpc) - téměř pravidelné útvary, ale zploštělé, průměr řádově Mpc - řádově tisíce až desetitisíce gravitačně vázaných galaxií - neuspořádaný pohyb členů, kupa jako celek nerotuje - v centru kupy - obvykle obří eliptické galaxie „typická" kupa galaxií - v Vir - 2500 galaxií (7 obřích E, 10 obřích S), - průměr 3 Mpc, - vzdálenost 17 Mpc, - střední vzdálenost sousedních galaxií 100 kpc „obří" kupa - v Com - 25000 galaxií, - vzdálenost 105 Mpc, - průměr 8 Mpc ..V ■ ■ •* f » -"*».' - .v $ • j - , . '' -*' %*. ■ ■ ' • ■•-: - * ■.■•••v- • v ;• ~-•• * ■ . -v ■:■ ■ ■ . . ..>.• # ■ * " - .■ . ■ ■ ■ - ■ ■ . w ■ 1 • • * ' v .' • g k- ■ ■ *n i/k . ' j . ' 1 -, ; . v.-; - « > < H ' " . •■ ■ ■ #:' 1% '■■ • IP ' • -. •. •■ ■ ■ • ■ * • - . '•• • ' : " # ... ■; ? \ jí ■ • .- ■ . - 1 •; ...» .V' ■ W ■ ■ ; ■ . _ - . •, - -■■;> ;' • • * •« ,■■* ■ 1 • i - . .v* ■ •« -. ■ ..'v ' • .. t ■ . . .ú i v v •»•• *'••• ■•■>.. K% • ■•■ - i - . ^ ». ..i. 9 ' T . : ' 'Ar ■■ '- ■: . . ■' •. v. • ' » - ■ ■..-■ • • . ■ .•• ■ ■■ ••••.. ••-=', :. ■ . , • - * . ■ ■ ... v, NGC 4474 . NGC 4447 NGC 4459 NGC 4477 NGC 4479 NGC 4473 NGC 4458 NGC4461 NGC44D2 NGC 4436 - 0 ' NGC 4337 NGC 4438 IC3393 NGC 4336 IC3338 NGC 4425 - ■ V NGC 4413 SC3363 IC3349 Velké struktury Kupy galaxií - největší gravitačně vázané struktury ve vesmíru - v prostoru ve shlucích = nadkupy galaxií Nadkupa není gravitačně vázána, časem se rozpadá. 2014 - naše Galaxie v nadkupě Laniakea - 520 Mly, cca 100 000 galaxií Buněčná struktura - galaxie podél stěn nepravidelných „buněk" - rozměry „buněk" - 50 - 150 Mpc. nad několik set megaparseků - žádné struktury, ale ... Velké struktury Laniakea Kupy galaxií - největší gravitačně vázané struktury ve vesmíru - v prostoru ve shlucích = nadkupy galaxií Nadkupa není gravitačně vázána, časem se rozpadá. 2014 - naše Galaxie v nadkupě Laniakea - 520 Mly, cca 100 000 galaxií Buněčná struktura - galaxie podél stěn nepravidelných „buněk" - rozměry „buněk" - 50 - 150 Mpc. nad několik set megaparseků - žádné struktury, ale ... B h je vztaženo k Hubbleově konstantě H0\ H0= 100 h (km/s)/Mpc Velké struktury Laniakea Kupy galaxií - největší gravitačně vázané struktury ve vesmíru - v prostoru ve shlucích = nadkupy galaxií Nadkupa není gravitačně vázána, časem se rozpadá. 2014 - naše Galaxie v nadkupě Laniakea - 520 Mly cca 100 000 galaxií Buněčná struktura - galaxie podél stěn nepravidelných „buněk" - rozměry „buněk" - 50 - 150 Mpc nad několik set megaparseků - žádné struktury ale ... dlouhá vlákna (filamenty) galaxií, „cosmic web" - délka 50-80 Mpc 2014 - kvasar UM287, 1. pozorování „cosmic web" r * ' , •' ■■■■ ' " * -mim "Jk • '^.ťA t* u- - ■ \ . . .'V ■ ■ Simulace Millenium https://www.youtube.com/watch?v=74lsySs3RGU http://www.illustris-project.org/media/ E_ http://www.tnq-proiect.org/media/ North Větší než nadkupy s ~ ^> _ CD - kostra obřích prapůvodních struktur z raných stadií I 2 _ vesmíru - 2003 - nejdelší útvar „SDSS Velká zeď (1,37 Gly) - 2013 - Huge-LQC (Large Quasar Group) - 4 Gly! (1240 Mpc) - 2014 - Velká zeď Her-CrB - rozměr 10 Gly (2023 největší známý útvar) - při mapování y-záblesků - 2015 - Giant RGB Ring - největší pravidelný útvar vesmíru (5.6 Gly) Uspokojivé vysvětlení pro tyto úkazy dosud nemáme. * SexianiB - NGC3190 ■ Artila Dwarf ■ Canes Dwarf Ursa Major) ■ ii ■ Dwa rf Ursa Major II Large Magellanic tlüutl Small Magellanic Cloud Carina Dwarf ■ Milky Way Galaxy Sagittarius Dwarf Sculptor Dwarf Fornax Dwarf NGC 135 Andromeda I 'KID NGC 147 Andromeda Galaxy (Mil ] ■ NGC Triangulum Galaxy (M33) * Andromeda H Andromeda fir 'i;:.ľ:. I'J.v.i- I Aqudipüi Dwarf Ságou Dwarf Tutaná Dwarf - WLM. Sculptor SupwdUSters Pijces-Cptus VI» Superdusters •Hr ■ TTtPIv 'j. Amkut Phoenix itoid Supercluster [joSupeicluitrr J»Sr ".i r*dr, 1 Coma Supardusti Perseus-Pisces Supercluster Coneí-Mo;or iWBí —lfafcí-~ VW /"' ~ - _ _ " " —Mwatogfum Supercluster Columha SuperduSter_ ^ — —-- /