Elliptische Galaxien

Max Camenzind

Akademie HD

Oktober 2015

Messier 96 / WFC3 HST / Staub & HII

Ellipsen im

Virgo-Haufen

Messier 87 Jungfrau

Zentralgalaxie im

Virgohaufen Radialgeschw

1266 km/s Entfernung: 54 Mio. LJ

MB = -23 mag

Messier 87 CFHT

Messier 87 HST

Messier 86 & 84

IC 2006 / HST / Radialgeschw.: 1382 km/s

NGC 3923 / HST

Riesen-Ellipse ESO 325-G004

Riesen-Ellipse dominiert

Galaxienhaufen

Elliptische Galaxien unterscheiden sich deutlich von den Spiralgalaxien: Sie haben keine Spiralarme und zeigen eine kreisförmige oder elliptische Form und sind ansonsten strukturlos. Elliptische Galaxien kommen in Riesen- und im Zwergformat vor. Elliptische Riesengalaxien sind wahre Giganten im Kosmos und können bis zu 1 Billion (!) Sterne enthalten und von einigen Tausend Kugelsternhaufen umgeben sein!

Elliptische Galaxien werden mit dem Buchstaben E gekennzeichnet, gefolgt von einer Zahl, die den Grad der Abplattung angibt. Eine 0 bedeutet eine kreisrunde Galaxie, und 7 eine extrem abgeplattete Galaxie. Diese Einteilung, die auf den Astronom Edwin Hubble zurückgeht, berücksichtigt aber nur das Aussehen. Heute gibt es eine genauere Einteilung elliptischer Galaxien, die auch den Typ mit berücksichtigt.

Im Gegensatz zu Spiralgalaxien scheinen elliptische Galaxien kaum Gas- und Staubmassen zu enthalten. Sie bestehen überwiegend aus roten und damit alten Sternen. Die Sternentstehung scheint in ihnen fast zum Erliegen gekommen zu sein. Hubble hatte damals vermutet, dass sich aus elliptischen Galaxien einmal Spiralgalaxien entwickeln. Die heutige Theorie geht genau anders herum: durch Merging von Spiralgalaxien entstehen elliptische Galaxien (Toomre-Vermutung).

Elliptische Galaxien - Photometrie

Elliptische Galaxien: Helligkeits-Profil

Messier 86: SDSS gri Schneller Abfall + Halo

12 arcsec = 1 kpc Dist = 16 Mpc

Messier 87: 2MASS JKH

Messier 87: SDSS gri Schneller Abfall + Halo

12 arcsec = 1 kpc Dist = 16 Mpc

Elliptische Galaxien: Sersic-Profil Schlechte globale Näherung

Elliptische Galaxien: Cores & Cusps

Elliptische Galaxien: Spektrum Kein UV! alte Sterne

Elliptische Galaxien rotieren langsam

Warum abgeplattet?

Normale elliptische Galaxien (E) Sie haben Durchmesser von einigen Hunderttausend Lichtjahren und enthalten einige 100 Milliarden Sterne. Sie haben mittlere bis hohe Helligkeiten. Beispiel: M 86, M 84 im Virgohaufen – in der Lokalen Gruppe nicht vertreten.

Elliptische Riesengalaxien (cD) Sie sind wahre Giganten im Universum und haben Durchmesser bis zu 3 Millionen Lichtjahren (das ist mehr als der Abstand zwischen dem Milchstraßensystem und der Andromedagalaxie!) und enthalten bis zu 1 Billion Sterne! Meist findet man sie im Zentrum von Galaxienhaufen. Sie sind wahrscheinlich das Ergebnis zahlreicher Verschmelzungen von Galaxien. Beispiel: NGC 4881 im Coma-Haufen.

Elliptische Zwerggalaxien (dE) Sie haben Durchmesser von 3.000 bis 30.000 Lichtjahren. Ihre Helligkeit ist deutlich schwächer als die von normalen elliptischen Galaxien. Beispiel: M 32, Begleiter der Andromedagalaxie M 31.

Kugelförmige Zwerggalaxien (dSph) Sehr schwache kleine Galaxien mit kugelförmiger Form. Sie sind bis jetzt aufgrund ihrer geringen Helligkeit nur in der Umgebung des Milchstraßensystems beobachtet worden. Beispiel: M 110, ein weiterer Begleiter der Andromedagalaxie M 31.

Typen von Elliptischen Galaxien

Elliptische cD Riesen-Galaxie Hercules-Haufen

Messier 32 – Typ dE – Begleiter von M 31

Messier 110 – Typ dSph

In den letzten Jahren haben wir durch verbesserte Beobachtungstechniken wie adaptive Optiken und Weltraumteleskope (Hubble) viel über elliptische Galaxien dazugelernt. So zeigen auch elliptische Galaxien durchaus Strukturen z. B. bei Helligkeitsanalysen. Im Innern zeigen viele elliptische Galaxien Scheiben oder Kerne, die oft eine andere Rotation haben, wie die übrigen Sterne der Galaxie. Die Existenz solcher Scheiben oder Kerne deutet darauf hin, daß große elliptische Galaxien durch die Verschmelzung mehrerer Galaxien entstanden sind. Durch weitere Kollisionen können daraus dann die schon erwähnten elliptischen Riesengalaxien vom Typ cD werden. Sind zumindest die großen elliptischen Galaxien ursprünglich aus der Kollision von Spiralgalaxien entstanden? Auch die Aussage, elliptische Galaxien enthalten kein Gas, ist heute bereits Geschichte. Richtig ist, dass in ihrem Innern kaum Gas vorhanden ist. Untersuchungen mit Röntgensatelliten haben aber gezeigt, dass elliptische Galaxien von ausgedehnten Wolken sehr heißen Gases umgeben sind. Die Auswertung dieser Daten dauert allerdings noch an. Die Erforschung der elliptischen Galaxien ist noch in vollem Gange! Elliptische Galaxien zeigen häufig zentrale Aktivität Radio-Galaxien wie M 87, Cen A, Cygnus A, Hercules A, Perseus A etc.

Elliptische Galaxien Radiogalaxien

Staubscheibe in Elliptischen Galaxien

Punktquelle

Core der Ellipse

Halo der Ellipse

Cygnus A – Radio (VLA) & Röntgen (CXO)

Strukturen einer Radiogalaxie Cyg A

Radiogalaxien und Quasare Schwarze Löcher erzeugen Jets

Jets

erz

eu

gen

Bla

sen

im

Inte

rgal

akti

sch

en

Me

diu

m

Radiogalaxie Perseus A – Röntgen CXO

Radiogalaxie Hercules A - VLA

Hercules A mit Radiostrahlung VLA Entfernung: 645 Mpc

Muttergalaxie: Riesen-Ellipse E3

Hercules A mit Röntgenstrahlung (CXO)

Radiogalaxie Centaurus A – optisch Ellipse

Radiogalaxie Centaurus A - optisch

Cen A – optisch HST

Radiogalaxie Centaurus A – optisch - Radio