Kinematik von HI in der galaktischen Scheibe (b=0)

M33

Dame et al. 1997
v r
Dame et al. 1987
0
0
galaktische Länge l

Kinematik von HI in der galaktischen Scheibe (b=0):
Sonne
(Sparke & Gallagher)
r
V Maximale Geschwindigkeit
Vr,max
=
V
rot
(R) −
⊙
0
V sin(l)
Zentrum
R = R ⋅ sin l
v
Aus kann die Rotationskurve der Milchstraße bestimmt werden.
r,max
(l)

Die galaktische HI Rotationskurve:
(Sparke &
Gallagher)
Vrot
= 200 km / s bis zu R ≈ 3R = 24 kpc
⊙
2
Vrot
⋅R 2.2 10
11 M
⊙
M(24 kpc) = = ⋅ ≈ 3 ⋅ M
G
sichtbar

Kinematik von HI in der galaktischen Scheibe (b=0):
l: galaktische Länge
Maximale Geschwindigkeit
• Gas bewege sich auf Kreisbahnen mit Geschwindigkeit:
• Radiale Geschwindigkeit:
Vrot
⎛ 1 1
Vr = Vrot ⋅ R
0
sin l⎜
−
⎝ R R
0
= kons tan t
⎞
⎟
⎠

= R ⊙
Vr > 0 für 0° ≤ l ≤ 90° und R ≤ R ⊙
Vr < 0 für 0° ≤ l ≤ 90° und R > R ⊙
⎛ 1 1
Vr = Vrot ⋅ R
0
sin l⎜
−
⎝ R R
0
⎞
⎟
⎠

V
r
< 0 für 90° < l < 180°
Zentrum

Vr > 0 für 180° < l < 270°
Zentrum

Die Intensität der 21 cm Linie in der galaktischen Ebene mit
Geschwindigkeit relativ zur Sonnenumgebung
Kaum HI im
galaktischen Zentrum
Terminale
Geschw.
R ≤ R 0
200 km/s
Spiral
arm
R > R 0
R > R 0
HI Ring
Vt = V (R ) − V0 sin l ≈ V
0
(1 − sin l)
(Hartmann & Burton)

• Das HI kommt in 2 Phasen vor:
Zusammenfassung der Beobachtungen
50% warme Phase:
50% kalte Phase:
T ≈ 8000 Κ n ≈ 0.25 cm −3
T ≈ 100 Κ n ≈ 25 cm −3
• Die kalte Phase dominiert die Absorption. Man findet sie in der Umgebung von
Molekülwolken (atomare Hülle). Sie hat eine fraktale Struktur.
• Scheibenskalenhöhe: hz,kalt = 105 pc hz,warm
= 190 pc
• Warme und kalte HI-Strukturen sind häufig geklumpt
Wolken
• Typische Geschwindigkeitsdispersion der Wolken:
σ ≈
9 km / s
• Man findet auch HI bei großen gal. Breiten, das mit 10-200 km/s in die Scheibe
fällt: sog. „high-velocity clouds“.