PoU_1

Сентябрь 13, 2022

Содержание

2. Начало 19 века Астрономия – самая точная наука. В объяснении движения небесных тел не осталось никаких
3. Решение загадки В 1846 году с невидимым объектом столкнулись астрономы У. Леверье и Дж. Адамс, изучая
4. Что мы назовем темной материей?
5. Молекулярное облако
6. Масса/светимость по Шварцшильду
7. Фриц Цвикии и теорема о вириале В 1931 году Эдвин Хаббл и Милтон Хумалсон опубликовали большой
9. Массы в галактиках не удержат скопление от безудержного расширения
10. Расчёты Цвикии Цвикки начал с того, что оценил общую массу скопления как произведение числа наблюдаемых галактик
11. Межзвёздный газ в галактиках
12. Первые оценки массы межгалактического вещества Герберт Руд, расчёты которого позже подтвердил Саймон Уайт, изучал процесс эволюции
13. Вклад межгалактического газа В 1967 году Невиль Вульф предложил, что газ может быть ионизирован, и использовал
14. Первые измерения скорости вращения галактик Дальнейший прогресс в изучении ТМ был сделан при помощи измерения и
15. Скрытая масса в галактиках В работе, опубликованной в 1930 году, Кнут Лундмарк сделал оценки отношения M-L
16. Скорость вращения – индикатор полной массы галактики в пределах данного радиуса. Светимость галактики – индикатор массы
17. Наблюдение в линии 21 см После окончания 2-ой мировой войны военные радиолокаторы стали использоваться для радиоастрономических
18. Приливное взаимодействие в группе галактик М81 NGC 3077 M81 M82
19. Совместные наблюдения М33 оптика + радио (21 см)
21. Набор 21 кривой вращения галактик типа Sc (Vera Rubin, «Astrophysical Journal», 1980) Кривая вращения Галактики Андромеды.
22. Кривые вращения галактического газа с ростом 476 Кривая вращения M33. Показано также изображение галактики, видимый диск
23. Кривая вращения Млечного пути Солнце
24. Измерение локальной плотности ТМ Данные о средней плотности скрытого вещества в галактике, полученные на основе: -
25. Радиальные профили гало тёмной материи
26. В каких галактиках темной материи больше всего? 1. Карликовые галактики 2. Галактики низкой поверхностной яркости (LSB)
27. PGC 6830 (Very Large Telescope) Карликовая Галактика
28. Галактика низкой поверхностной яркости Изображение спиральной галактики NGC 45, полученное GALEX
29. Interacting system NGC 4631/4656
30. Галактики-призраки
31. Галактики-призраки
32. Причины возникновения таких галактик Отсутствие барионного вещества в области формирования галактик из тёмной материи. Доминирование тёмной
33. Скопление Пуля
34. Современная космологическая модель галактики – тёмное гало По мере накопления наблюдательного материала стало ясно, что результат
35. Задача
37. Скачать презентацию

Слайд 2

Начало 19 века
Астрономия – самая точная наука.
В объяснении движения небесных тел

не осталось никаких пробле
Кроме одной Уран непредсказуемо меняет свою скорость и положение на небе.

Слайд 3

Решение загадки
В 1846 году с невидимым объектом столкнулись астрономы У. Леверье

и Дж. Адамс, изучая аномалию в движении планеты Уран.
Леверье вычислил положение новой планеты и отправил письмо немецкому астроному Дж. Галле, который в этот же день обнаружил планету в телескоп.
Подобное объяснение Леверье прецессии орбиты Меркурия оказалось неверным (планета Вулкан) и было связано с ОТО.

У. Леверье

Д. Адамс

Слайд 4

Что мы назовем темной материей?

Слайд 5

Молекулярное облако

Слайд 6

Масса/светимость по Шварцшильду

Слайд 7

Фриц Цвикии и теорема о вириале
В 1931 году Эдвин Хаббл и

Милтон Хумалсон опубликовали большой каталог красных смещений галактик, принадлежащих различным скоплениям.
В 1933 году Фриц Цвикки обнаружил, что 8 галактик в скоплении Волосы Вероники (Coma Cluster) имеют разброс в движении видимых скоростей до 2000 км/с.
Этот факт был замечен и самим Хабблом, но Цвикки сделал следующий шаг и применил теорему о вириале для определения массы скопления (около 20 лет назад заимствованная из термодинамики теорема о вириале уже применялась в астрономии Пуанкаре ).

Слайд 8

Слайд 9

Массы в галактиках не удержат скопление от безудержного расширения

Слайд 10

Расчёты Цвикии
Цвикки начал с того, что оценил общую массу скопления как

произведение числа наблюдаемых галактик (800) и средней массы галактики, которую он принял за 109 масс Солнца (согласно Э. Хабблу).
Затем он принял оценку физического размера системы, которая, по его мнению, составляла около 106 световых лет, чтобы определить потенциальную энергию системы.
Это позволило вычислить среднюю кинетическую энергию и, наконец, дисперсию скорости.
Ф. Цвикки обнаружил, что при таких условиях дисперсия скорости должна составлять 80 км/с. В отличие от наблюдаемой средней скорости разброс по линии прямой видимости составлял примерно 1000 км/с.

Слайд 11

Межзвёздный газ в галактиках

Слайд 12

Первые оценки массы межгалактического вещества
Герберт Руд, расчёты которого позже подтвердил Саймон

Уайт, изучал процесс эволюции скоплений галактик и пришёл к выводу, что масса, ответственная за высокое отношение массы к светимости, может быть найдена в межгалактическом пространстве, а не в самих галактиках.
В 1961 году Арно Пензиас провёл поиск свободного водорода в скоплении Pegasus I и установил верхний предел его количеств в одну десятую от его вириальной массы.

Слайд 13

Вклад межгалактического газа
В 1967 году Невиль Вульф предложил, что газ может

быть ионизирован, и использовал радио, видимое и рентгеновское излучение для его наблюдения.
В 1971 г. астрофизик Дж. Микинс провёл анализ проведённых наблюдений и ограничил количество горячего межгалактического газа на уровне менее 2% от количества, необходимого для гравитационного связывания галактик в скопления.
Ученые исключили возможность полного объяснения недостающей массы в скоплениях галактик межгалактическим газом.
Началась эпоха идей о более или менее экзотических возможностях объяснения скрытой массы, в том числе при помощи массивных коллапсирующих объектов, карликовых звезд и т.п.
Однако впереди были измерения содержания элементов в первичном межгалактическом веществе …..

Слайд 14

Первые измерения скорости вращения галактик
Дальнейший прогресс в изучении ТМ был сделан

при помощи измерения и анализа Кривых вращения галактик - то есть измерения скорости вращения звёзд и газа как функцию расстояния от центра. Такой анализ позволяет сделать вывод о распределении масс галактиках как функцию r.
В 1914 году, за десять лет до того, как Хаббл убедительно продемонстрировал, что Андромеда (M31) является отдельной галактикой, Макс Вольф и Весто Слайфер обратили на неё внимание, выдвинули такую идею и по смещению спектральных линий сделали вывод о вращении галактики Андромеда.
В 1917 году в обсерватории Вильсона Фрэнсис Пиз измерил вращение центральной области Андромеды обнаружив, что он вращается с приблизительно постоянной угловой скоростью.
Другие учёные использовали вычисленные скорости для определения массы Андромеды и отношения массы-светимости, получив значения, напоминающие измерения для окрестностей Солнечной системы.

Слайд 15

Скрытая масса в галактиках
В работе, опубликованной в 1930 году, Кнут Лундмарк

сделал оценки отношения M-L для пяти галактик по похожей методике.
Первый результат дал невероятный результат: от 100 для M81 и до 6 для M33 – значительно больше, чем окрестности Солнца.
Позднее расчёты были исправлены на возможное поглощение света в межгалактической и межзвёздной среде, получив для всех галактик значения M/L~6-7
Астрономы уже в то время открыли возможность того, что большое количество темной материи может присутствовать в Галактиках в форме «потухших звезд, темных облаков, метеоров, комет и т. д.», как пишет Лундмарк в 1930 году.

Слайд 16

Скорость вращения – индикатор полной массы галактики в пределах данного радиуса.
Светимость

галактики – индикатор массы видимых компонент (звезды +газ)

Слайд 17

Наблюдение в линии 21 см
После окончания 2-ой мировой войны военные радиолокаторы

стали использоваться для радиоастрономических наблюдений и приоритет в исследованиях взяли голландские учёные.
7.5-метровые параболические радары, используемые для слежения за самолетами на длинах волн 54 см и оставленные немцами после поражения на оккупированных до этого землях Голландии, были использованы Яном Оортом в радиоастрономии.
Он перестроил радары для наблюдений на линии 21 см, в которой мог светить газ за пределами галактик по предсказаниям ученика Оорта – Хендрика ван де Хюлста.
В 1951 году учёные из Гарварда обнаружили линию 21 см. Ван де Хюлст посещал Гарвард, как и Ф. Дж. Керр из лаборатории радиофизики в Сиднее.
Голландские и австралийские группы вскоре смогли подтвердить обнаружение учёных США. Доклады американских и голландских групп появились в одном выпуске журнала Nature вместе с подтверждающей телеграммой от австралийской группы.
Этот успех стимулировал развитие радиоастрономии и оказал очень сильное влияние влияние на астрофизику и космологию.

Слайд 18

Приливное взаимодействие в группе галактик М81
NGC 3077
M81
M82

Слайд 19

Совместные наблюдения М33 оптика + радио (21 см)

Слайд 20

Слайд 21

Набор 21 кривой вращения галактик типа Sc (Vera Rubin, «Astrophysical Journal»,

1980)

Кривая вращения Галактики Андромеды. Видно, что кривая вращения становится плоской на угловом расстоянии около 100 угловых минут от ядра галактики

Вера Рубин (1983):
«Неизбежен вывод о том, что вещество в галактиках не так сильно концентрируются к центру, как яркость. Поэтому по распределению яркости в галактиках нельзя судить о распределении массы в них.»

Слайд 22

Кривые вращения галактического газа с ростом
476
Кривая вращения M33. Показано также изображение

галактики, видимый диск которой простирает до ~ 7кпк.

Слайд 23

Кривая вращения Млечного пути
Солнце

Слайд 24

Измерение локальной плотности ТМ
Данные о средней плотности скрытого вещества в галактике,

полученные на основе: - наблюдения близких звёзд
- кривой вращения Галактики
Результат сильно зависит от гипотезы о распределении ТМ в гало.

Слайд 25

Радиальные профили гало тёмной материи

Слайд 26

В каких галактиках темной материи больше всего?
1. Карликовые галактики
2. Галактики низкой

поверхностной яркости (LSB)
3. Галактики-призраки

Слайд 27

PGC 6830 (Very Large Telescope)
Карликовая Галактика

Слайд 28

Галактика низкой поверхностной яркости
Изображение спиральной галактики NGC 45, полученное GALEX

Слайд 29

Interacting system NGC 4631/4656

Слайд 30

Галактики-призраки

Слайд 31

Галактики-призраки

Слайд 32

Причины возникновения таких галактик
Отсутствие барионного вещества в области формирования галактик

из тёмной материи.
Доминирование тёмной материи, не позволившее создать неоднородности барионного вещества внутри галактик для формирования звёзд.
Потеря барионного вещества вследствие каких-то процессов, например, столкновения галактик.

Слайд 33

Скопление Пуля

Слайд 34

Современная космологическая модель галактики – тёмное гало
По мере накопления наблюдательного материала

стало ясно, что результат столкновения галактик и их сегодняшний внешний вид сильно зависят от внутренних свойств — массы, светимости, типов населяющих галактику звезд, количества газа и пыли.

Слайд 35

PoU_1

Содержание

Начало 19 векаАстрономия – самая точная наука.В объяснении движения небесных тел

Решение загадкиВ 1846 году с невидимым объектом столкнулись астрономы У. Леверье

Что мы назовем темной материей?

Молекулярное облако

Масса/светимость по Шварцшильду

Фриц Цвикии и теорема о вириалеВ 1931 году Эдвин Хаббл и

Массы в галактиках не удержат скопление от безудержного расширения

Расчёты ЦвикииЦвикки начал с того, что оценил общую массу скопления как

Межзвёздный газ в галактиках

Первые оценки массы межгалактического веществаГерберт Руд, расчёты которого позже подтвердил Саймон

Вклад межгалактического газаВ 1967 году Невиль Вульф предложил, что газ может

Первые измерения скорости вращения галактикДальнейший прогресс в изучении ТМ был сделан

Скрытая масса в галактикахВ работе, опубликованной в 1930 году, Кнут Лундмарк

Скорость вращения – индикатор полной массы галактики в пределах данного радиуса.Светимость

Наблюдение в линии 21 смПосле окончания 2-ой мировой войны военные радиолокаторы

Приливное взаимодействие в группе галактик М81NGC 3077M81M82

Совместные наблюдения М33 оптика + радио (21 см)

Набор 21 кривой вращения галактик типа Sc (Vera Rubin, «Astrophysical Journal»,

Кривые вращения галактического газа с ростом476Кривая вращения M33. Показано также изображение

Кривая вращения Млечного путиСолнце

Измерение локальной плотности ТМ Данные о средней плотности скрытого вещества в галактике,

Радиальные профили гало тёмной материи

В каких галактиках темной материи больше всего?1. Карликовые галактики2. Галактики низкой

PGC 6830 (Very Large Telescope)Карликовая Галактика

Галактика низкой поверхностной яркостиИзображение спиральной галактики NGC 45, полученное GALEX

Interacting system NGC 4631/4656

Галактики-призраки

Галактики-призраки

Причины возникновения таких галактик Отсутствие барионного вещества в области формирования галактик

Скопление Пуля

Современная космологическая модель галактики – тёмное галоПо мере накопления наблюдательного материала

Задача

Похожие презентации

Начало 19 века
Астрономия – самая точная наука.
В объяснении движения небесных тел

Решение загадки
В 1846 году с невидимым объектом столкнулись астрономы У. Леверье

Фриц Цвикии и теорема о вириале
В 1931 году Эдвин Хаббл и

Расчёты Цвикии
Цвикки начал с того, что оценил общую массу скопления как

Первые оценки массы межгалактического вещества
Герберт Руд, расчёты которого позже подтвердил Саймон

Вклад межгалактического газа
В 1967 году Невиль Вульф предложил, что газ может

Первые измерения скорости вращения галактик
Дальнейший прогресс в изучении ТМ был сделан

Скрытая масса в галактиках
В работе, опубликованной в 1930 году, Кнут Лундмарк

Скорость вращения – индикатор полной массы галактики в пределах данного радиуса.
Светимость

Наблюдение в линии 21 см
После окончания 2-ой мировой войны военные радиолокаторы

Приливное взаимодействие в группе галактик М81
NGC 3077
M81
M82

Кривые вращения галактического газа с ростом
476
Кривая вращения M33. Показано также изображение

Кривая вращения Млечного пути
Солнце

Измерение локальной плотности ТМ
Данные о средней плотности скрытого вещества в галактике,

В каких галактиках темной материи больше всего?
1. Карликовые галактики
2. Галактики низкой

PGC 6830 (Very Large Telescope)
Карликовая Галактика

Галактика низкой поверхностной яркости
Изображение спиральной галактики NGC 45, полученное GALEX

Причины возникновения таких галактик
Отсутствие барионного вещества в области формирования галактик

Современная космологическая модель галактики – тёмное гало
По мере накопления наблюдательного материала