Einfžhrung i n die Astrophysik Teil 1

48 KAPITEL 1. GEOMETRIE
• FORMELN (INDIKATOREN ERSTER ORDNUNG)
Die derzeit wichtigsten Indikatoren erster Ordnung sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Die Eichklassen erster Ordnung sind in der Tabelle nach Reichweite geordnet. RR
Lyrae Sterne und Cepheiden vom Typ I sind auch in den Maghellanschen Wolken
vermessen worden. Dort entfällt eine Unsicherheit: Es sind alle Sterne gleich weit
entfernt und es ist sogar möglich, zwischen Feldsternen und Sternen in Kugelsternhaufen
zu unterscheiden. Es zeigt sich, daß diese keineswegs gleiche Helligkeit besitzen.
Gleiches gilt für Novae. Insgesamt kennt man (bis 1991) 18 Novae in den
Maghellanschen Wolken, 14 in LMC und 4 in SMC. Ihre Eigenschaften sind vergleichbar
mit denen der Milchstraße. Wichtige Ausnahme ist die Nova 1991 in LMC
mit Mv = −9 m im Maximum, eine Magnitude heller als die hellsten Novae in der
Milchstraße.
Primäre Eichstandards
Sternklasse Mv Dmax
RR Lyrae 0 m .5 200 kpc
Cepheiden −7 m 4 Mpc
Überriesen −7 m 2 Mpc
Novae −8 m 4 Mpc
Supernovae −19 m 250 Mpc
Tab. 1.18: Eichklassen
Eine interessante Fragestellung, die nunmehr mit den zur Verfügung stehenden Beobachtungsinstrumenten geklärt werden
kann, ist die Abhängigkeit der Leuchtkraft vom Ort des Eichstandards (chemische Zusammensetzung). Da es sich um die
jeweils hellsten Objekte einer Klasse handelt, ist hier die Malmquist Verfälschung besonders zu berücksichtigen.
Ein gutes Beispiel dafür ist der bereits erwähnte 30-Doradus-Nebel in der Große Maghellansche Wolke. Ursprünglich (Feast
et al. 1960), als dieser noch nicht aufgelöst werden konnte, wurde als Modell ein supermassiver Stern von M = 2 · 10 4 M⊙
vorgeschlagen. Um 1990 war der Kern in 111 OBA Sterne aufgelöst, der Kern R139 enthielt aber immer noch etwa die gleiche
Masse. Erst mit dem Hubble Space Teleskop konnte R139 aufgelöst werden. Das Ergebnis wird später weiter diskutiert
werden.
Von den Eichklassen erster Ordnung sind die wichtigsten, nämlich die Supernovae, noch am wenigsten gut verstanden (weil
sie so selten bzw. so weit weg sind).
1.2.4 Daten einiger wichtiger Nachbargalaxien
Mit den primären Eichstandards kommen wir bequem bis M31. Wir geben hier einen kleinen Ausblick, die eigentliche Behandlung
der Entfernungsbestimmung in unserer Metagalaxie verschieben wir, bis wir Galaxien bei anderen als optischen
Frequenzen behandelt haben.
Die Andromeda Galaxie (M31, mit ihren beiden Begleitern M32 und M33) bildet zusammen mit der Milchstraße (plus
LMC und SMC) ein Doppelgalaxie System. Solche Systeme sind häufig in Galaxienhaufen. Das Gesamtsystem wird zur
Lokalen Gruppe zusammengefasst. Weitere Gruppen in unserer Nähe (wie M81 mit M82 und NGC 2403 oder die Maffei
Gruppe mit NGC 6946) werden wir später kennenlernen.
Wir beschließen diesen Überblick mit einer Tabelle von Daten der wichtigsten Nachbargalaxien und Literatur für genauere
Angaben.
Die Koordinaten der folgenden Tabelle enstammen der SIMBAD Datenbank. Die Gesamtmasse der lokalen Gruppe, mit
nunmehr insgesamt 40 Mitgliedern, wird in diesem
Modell zu
MLG = 5 · 10 12 M⊙
angenommen. Die Rektaszension α in Spalte 2
und die Deklination δ in Spalte 3 beziehen sich
auf das Jahr 2000. Spalte 4 und 5 geben die galaktischen
Koordinaten l und b in Grad. Die letzte
Spalte gibt die Beträge der Entfernungen Dist
(in Mpc). Sie sind hier auf den Schwerpunkt der
lokalen Gruppe bezogen. Die angegebenen Geschwindigkeiten
V⊙ (in km s −1 ) sind dagegen
bezogen auf den LSR (local standard of rest).
Der Einflussbereich der lokalen Gruppe reicht
bis etwa 1.8 Mpc vom Schwerpunkt, Galaxien,
die weiter entfernt sind, gehören zum Virgo Haufen.
Die Masse des Virgo Haufens beträgt in diesem
Daten der wichtigsten Nachbargalaxien
Name α δ l b V⊙ Dist
J2000 J2000 deg deg Mpc
MWG 17 h 45 m .7 −29 ◦ 00 0.00 0.00 16 0.440
LMC 05 h 23 m .6 −69 ◦ 45 280.46 −32.89 278 0.469
SMC 00 h 52 m .6 −72 ◦ 48 302.80 −44.30 158 0.468
M31 00 h 42 m .7 41 ◦ 16 121.18 −21.57 −301 0.329
M32 00 h 42 m .7 40 ◦ 52 121.15 −21.98 −200 0.326
M33 01 h 33 m .8 30 ◦ 39 133.61 −31.33 −181 0.436
Geschwindigkeit V⊙ (in km s −1 ) bezogen auf LSR
Dist (in Mpc) bezogen auf Schwerpunkt
Tab. 1.19: Nachbargalaxien
Modell etwa MV irgo = 1 · 10 15 M⊙. Wir kommen auf die Bestimmung später zu sprechen.
• LITERATUR (FÜR GENAUERE ANGABEN)
Marcy, G. W. und R. P. Butler, [MB98] Detection of extrasolar Planets.
Woolf, N. und J. R. Angel, [WA98] Astronomical Searches for Earth-like Planets ans Signs of Life.
J. Kovalevski, [Kov98] First Results from Hipparcos.
T.R. Geballe, [Geb85] Das Zentrum der Milchstrasse.