Superclusters
Download as ppt, pdf0 likes618 views
Lezing over ontstaan en levensloop van suprclusters en de relatie tot open en blvormige clusterse
Superclusters
- 1. SUPER-STERHOPEN Enorme groepen sterren in jong stadium Honderden lichtjaren groot Hun verwachte levensloop De levensloop van hun zwaarste sterren C. de Jager
- 2. Tot dusver twee soorten sterhopen bekend: open (links: de Plejaden) en bolvormige (rechts: M80)
- 3. Open sterhoop Praesepe (de Kribbe)
- 4. NGC 2964: bolvormige sterrenhoop
- 5. NGC 265: een open sterhoop
- 6. M75: een bolvormige sterhoop
- 7. Twee open sterhopen NB: M slaat op de catalogus van Messier; NGC = New General Catalogue
- 8. Verschil open - bolvormig Het verschil in vorm is duidelijk Groot verschil in aantallen sterren Open: ca. 1000 maal de massa van de zon Bolvormige: ca. 100 000 tot 10 miljoen maal de zonsmassa Ook verschil in ouderdom; dit blijkt uit de verschillen in hun Hertzsprung-Russell diagrammen
- 9. Het HertzsprungRussell diagram Horizontaal uitgezet: de oppervlakte temperatuur van de sterren Voorbeeld: de zon heeft oppervlakte temperatuur van 5800 Kelvin; deze ligt voor andere sterren tussen 2500 en 50 000 graden Kelvin Vertikaal: de helderheid uitgedrukt in die van de zon; varieert tussen 0,0001 en een miljoen maal de zonshelderheid
- 10. Schets, met de soorten sterren NB: meer dan 90% zit op de hoofdreeks
- 11. Een andere schets. Rood: evolutiespoor van de zon: naar de hoofdreeks (20 miljoen jaar), op de hoofdreeks (9 miljard jaar); reus-stadium (kort), witte dwerg.
- 12. Sterren evolueren; het evolutiespoor van de zon (links) en van iets zwaardere sterren (Blauwe lijnen rechts: het stadium v坦坦r aankomst op de hoofdreeks)
- 13. Massa lichtkracht wet. Hoe lichtsterker een ster des te zwaarder. Een ster van 10 maal de zonne massa straalt 10 000 maal feller die ster wordt dus niet ouder dan 0,001 maal de leeftijd van de zon
- 14. Zwaarste (en dus helderste) sterren leven het kortst. De zon wordt ruim 10 miljard jaar oud; 100 maal zwaardere sterren exploderen al na 2 miljoen jaar
- 15. De ouderdom van sterhopen Af te leiden uit hun Hertzsprung- Russell diagrammen Hoe meer zware sterren verdwenen zijn, des te ouder de sterhoop
- 16. De Plejaden: een jonge sterhoop (want zware sterren hebben hoofdreeks nog niet verlaten; NB: Mv = 5 voor de zon; B V geeft kleur aan). Plejaden: ca. 250 miljoen jaar oud
- 17. De open hoop M67 is ouder (ongeveer miljard jaren: sterren 2 maal zwaarder dan de zon wijken al af van de hoofdreeks)
- 18. Vergelijk diverse open sterhopen; van jong tot oud maar alle jonger dan M67
- 19. In een bolvormige sterhoop zijn bijna alle sterren zwaarder dan de zon verdwenen uit de hoofdreeks
- 20. Een andere bolvormige (vergelijk zon: Mv = 5)
- 21. Dus: open sterhopen zijn jonger dan bolvormige Open: ten hoogste ca. miljard jaar Bolvormige: ca. 5 - 11 miljard jaar
- 22. De super-sterhopen Vele malen groter dan open sterhopen
- 23. Sterren leven in Melkwegstelsels Stelsel M100. Ca. 200 000 lichtjaren groot. De lichtende vlekken op de spiraalarmen zijn grote gaswolken waaruit veel sterren ontstaan.
- 24. Een ander stelsel met gebieden van stervorming. Vele supersterhopen in wording
- 25. Supersterhopen ontstaan o.a. in botsende melkwegstelsels. Het Antennestelsel
- 26. Gevolgen van de botsing: Blauw: miljoenen graden hete gebieden;de vele gaswolken omvatten elk tot miljoenen zonsmassas
- 27. Een kleinere starburst wolk van nabij
- 28. Nu: ons eigen melkwegstelsel De eerste ontdekte supersterrenhoop
- 29. De eerst ontdekte supersterhoop in ons Melkwegstelsel: Westerlund-1
- 30. Onverwacht veel radiobronnen (cirkeltje om ster). Dit duidt op ongewoon sterk gasverlies (sterrenwind)
- 31. Sterren onderzocht via spectrum spectrum geeft de temperatuur, de versnelling van de zwaartekracht en andere gegevens
- 32. Analyse van een steratmosfeer Uit het spectrum bepaalt men de oppervlakte temperatuur en de zwaartekrachtversnelling De sterhelderheid en de oppervlakte temperatuur geven de omvang van ster Uit de middellijn en de zwaartekracht- versnelling volgt de massa.
- 33. Resultaten van de analyse: Rode kleur: het sterlicht is 25 000 maal verzwakt door voorliggend stof en gas Jonge groep: 4 tot 5 miljoen jaar oud Meer dan 100 sterren met massa groter dan 30 maal de zonsmassa ! Die exploderen gauw Bijna de helft: dubbelsterren Totale massa 100 000 maal zonsmassa Ontstaan gestimuleerd door supernovas
- 34. Supernova uitbarstingen Zware sterren, massa boven ca. 10 zonsmassas exploderen aan het eind van hun leven Van de ster blijft een neutronenster over of, bij de zwaarste sterren: een zwart gat Exploderende ster zendt veel gas uit; snelheden van 5000 tot 10 000 km per seconde Dat gas kan ander gas samenpersen; uit die verdichte gaswolken kunnen weer nieuwe sterren ontstaan
- 35. Beroemd geval: Krab nevel Rest van supernova uit 1054
- 36. Resten van Keplers supernova; 1604
- 37. Supernova Cas A uit ca. 1700
- 38. Sluiernevel in de Zwaan; ca. 15000 jaar geleden (blauw = heet gas)
- 39. Een belangrijke broedplaats voor sterren De Tarantel nevel in de Grote Magellaanse Wolk
- 40. De Tarantel nevel (= 30 Doradus) Op ca. 170 000 lichtjaren afstand Diameter ca. 900 lichtjaren In kern de ster R136-1a; de zwaarste bekende ster? (260 maal de zon !?) Zo zwaar: dus minder dan miljoen jaar oud Totale massa van de nevel ca. 400 000 x zon Zal dit later een bolvormige sterhoop worden?
- 41. De Tarantel nevel (NB: Tarantel = wolfspin)
- 42. Deel van het centrum; met sterren R136 en R139
- 43. R139 rent snel weg
- 44. 135 km per seconde
- 45. Ster rent weg uit Tarantel Snelheid ca. 135 km/seconde Nu reeds op 375 lichtjaar van vermoedelijke oorsprong Dus ca. miljoen jaar geleden vertrokken Hoe kan een zware ster ontsnappen uit de sterhoop? De snelheid moet het winnen van de aantrekkingskracht Het criterium: de ontsnappingssnelheid!
- 46. Wisselwerking met andere sterren; een mogelijk scenario
- 47. Gevolg van sterverlies sterhoop wordt bolvormige sterhoop De wegvliegende ster neemt bewegingsenergie mee de ruimte in Daardoor wordt de totale bewegingsenergie van de hele sterhoop geringer En dus komen de sterren van de sterhoop compacter op elkaar te zitten; dus nog meer nauwe passages, nog meer verlies, enz. Maar ... ook de ontsnappingssnelheid wordt groter Na vele verliezen gaat de hoop over in een bolvormige dat kan wel miljarden jaren duren
- 48. De evolutie van de zwaarste sterren Zetten snel uit - worden rode superreuzen en verliezen gas worden blauwe superreus - exploderen
- 49. Evolutiesporen van zware sterren tot 10 zonsmassas
- 50. Evolutie van sterren tot 85 zonsmassas
- 51. Onderzoek Westerlund 1 verbetert laatste diagram Sterren van ca. 40 zonsmassas worden w竪l een rode superreus
- 52. De hyperreuzen extreme superreuzen Zeer lichtsterke sterren, vaak omhuld door dichte gasmassas Helderheden: honderdduizenden malen die van de zon Zes hyperreuzen in ons eigen melkwegstelsel: Rho Cas, V382 Car, HR8752, IRC10420, HR33575, IRAS17163-3907 Allen gesitueerd rechts van Gele Leegte
- 53. De Gele Leegte: waar blauwwaarts evoluerende sterren overheen springen
- 54. Goed bestudeerd: HR8752 in sterrenbeeld Cassiopeia
- 55. HR8752 dringt de Gele Leegte in !
- 56. Temperatuur van HR 8752 nam in slechts 25 jaar toe van 5000 tot 8000 graden
- 57. Zwaartekracht nam toe van 1 mm per seconde per seconde, tot 10 cm. Dus: ster werd compacter. De fluctuaties zijn perioden van sterk gasverlies
- 58. Gele Leegte bestaat uit twee onderdelen HR8752 heeft de eerste leegte gepasseerd. Intussen heeft hij reeds de helft van zijn massa verloren. Wanneer dringt hij de tweede in?
- 59. Wanneer is de Gele Leegte gepasseerd? HR8752 is in minder dan 100 jaar door het eerste deel van de Gele Leegte heen In Westerlund 1 is een ster ontdekt die de Gele Leegte gepasseerd heeft Zendt nu geen gas meer uit maar is wel omgeven door gaswolk Uit de gemeten gassnelheden blijkt dat dit gas in minder dan 200 jaar is uitgestoten; zo kort duurde de passage door de Gele Leegte!
- 60. De toekomst: HR8752 zal als supernova exploderen. Over blijft een zeer compacte neutronenster
- 61. Eens kan hij er uit zien als de Spiegelei nevel
- 62. Samengevat: Supersterhopen bevatten vele honderdduizenden sterren Ze ontstaan wanneer veel gas in een arm van een melkwegstelsel gecomprimeerd wordt starburst nebula. Uit zwaartekrachtcompressie ontstaan sterren Bevatten zeer veel zeer zware sterren, dus ze zijn jong In de eerste levensfase zullen die zwaarste sterren als supernovae exploderen De uitgestoten gasmassas kunnen ander gas comprimeren en dat kan de stervorming bevorderen