Astronomía ExtragalácticaCap. 3: Propiedades generales de las galaxias

Profesor: Sergio A. Cellone

Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas

Universidad Nacional de La Plata, Argentina

curso 2015

Cap. 3: Propiedades generales de las galaxias

1 Clasificación morfológica

2 Clasificación cuantitativa

3 Distribuciones espectrales de la emisión de energía

4 Distribuciones de brillo superficial

5 La corrección K

6 Función de luminosidad

Cap. 3: Propiedades generales de las galaxias

1 Clasificación morfológica

2 Clasificación cuantitativa

3 Distribuciones espectrales de la emisión de energía

4 Distribuciones de brillo superficial

5 La corrección K

6 Función de luminosidad

Clasificación morfológicaHubble (tuning fork)

Clasificación morfológicaHubble extendida

Clasificación morfológicaSloan Digital Sky Survey (SDSS)

E

S0

Sa

Clasificación morfológicaSloan Digital Sky Survey (SDSS)

Sa

Sb

Sc

Clasificación morfológicaGalaxias luminosas

Clasificación morfológicaGalaxias enanas

Clasificación morfológicaGalaxias esferoidales e irregulares enanas

Clasificación morfológicaObjetos peculiares

Clasificación morfológicaGalaxias a alto z

Clasificación morfológicaGalaxias a alto z

Clasificación morfológicaGalaxias a alto z

Esferoides y discos

esferoides discosdispersión de velocidades rotación

(cinemáticamente “calientes”) (cinemáticamente “fríos”)colores rojos colores azules

pob. estelares viejas p. e. compuestas (viejas + jóvenes)SFR fuertemente decreciente SFR ∼ decreciente o constante

(SFR actual baja) (SFR actual alta)abundancias altas abundancias bajas

poco gas y polvo cantidad alta de gas y polvoestructura compacta estructura extendida

elípticas → lenticulares → espirales → irregulares

Otras componentesAnillos y lentes

Otras componentesAnillos y barras nucleares

Clasificación morfológicaElípticas

Galaxias elípticas

Clasificación morfológicaElípticas boxy y disky

Clasificación morfológicaLenticulares

Clasificación morfológicaInclinación

Clasificación morfológicaEspirales

Clasificación morfológicaEspirales (clases intermedias)

Clasificación morfológicaEspirales y lenticulares (de canto)

Clasificación morfológicaEspirales según nro. de brazos y otros tipos

Clasificación morfológicaClases de luminosidad

Clasificación morfológicaBandas de polvo

Clasificación morfológicaBulbos

Clasificación morfológicaIrregulares

Clasificación morfológicaAnillos

Clasificación morfológicaInteractuantes

Clasificación morfológicaWarps

Clasificación morfológicaGalaxias a alto z

Cap. 3: Propiedades generales de las galaxias

1 Clasificación morfológica

2 Clasificación cuantitativa

3 Distribuciones espectrales de la emisión de energía

4 Distribuciones de brillo superficial

5 La corrección K

6 Función de luminosidad

Clasificación cuantitativa

Propiedades globales

(Blanton & Moustakas, 2009)

Propiedades globales

(Blanton & Moustakas, 2009)

Cap. 3: Propiedades generales de las galaxias

1 Clasificación morfológica

2 Clasificación cuantitativa

3 Distribuciones espectrales de la emisión de energía

4 Distribuciones de brillo superficial

5 La corrección K

6 Función de luminosidad

SED

Cap. 3: Propiedades generales de las galaxias

1 Clasificación morfológica

2 Clasificación cuantitativa

3 Distribuciones espectrales de la emisión de energía

4 Distribuciones de brillo superficial

5 La corrección K

6 Función de luminosidad

Brillo superficial del cielo nocturno

Brillo superficial del cielo nocturnoValores en mag arcsec−2 para distintas bandas fotométricas

Banda λ Desde el espacio Cielo oscuro Luna llena

1500 Å 25.0 — —2000 Å 26.0 — —2500 Å 25.6 — —

U 3700 Å 23.2 22.0 —B 4400 Å 23.4 22.7 19.4V 5500 Å 22.7 21.8 19.7R 6400 Å 22.2 20.9 19.9I 8000 Å 22.2 19.9 19.2J 1.2µm 20.7 15.0 15.0H 1.6µm 20.9 13.7 13.7K 2.2µm 21.3 12.5 12.5K ′ 2.2µm 21.3 13.7 13.7

Ajuste de perfilesLa Ley de Sérsic

I(r) = Ie e−bn

[(rre

) 1n−1

]

µ(r) = µe + 1.0857 bn

[(rre

) 1n

− 1

].

Ajuste de perfilesLa Ley de Sérsic

I(r) = Ie e−bn

[(rre

) 1n−1

]

µ(r) = µe + 1.0857 bn

[(rre

) 1n

− 1

].

Ajuste de perfilesLa Ley de Sérsic

Flujo total:F = 2π r2

e b−2nn ebn Ie n Γ(2n)

donde Γ(x) =∫∞

0 e−t tx−1 dt es la función Gamma.

Flujo en función del radio:

F (r) = 2π r2e b−2n

n Ie n ebn γ

(2n,bn

(rre

) 1n)

donde γ(a, z) =∫ z

0 e−t ta−1 dt es la función GammaIncompleta.

Ajuste de perfilesLa Ley de Sérsic

Flujo total:F = 2π r2

e b−2nn ebn Ie n Γ(2n)

donde Γ(x) =∫∞

0 e−t tx−1 dt es la función Gamma.

Flujo en función del radio:

F (r) = 2π r2e b−2n

n Ie n ebn γ

(2n,bn

(rre

) 1n)

donde γ(a, z) =∫ z

0 e−t ta−1 dt es la función GammaIncompleta.

Ajuste de perfilesCasos particulares

Ley de de Vaucouleurs (n=4)

I(r) = Ie e−7.67

[(rre

) 14−1

]

Ley Exponencial (n=1)

I(r) = I0 e−(

rr0

)

Ajuste de perfilesCasos particulares

Ley de de Vaucouleurs (n=4)

I(r) = Ie e−7.67

[(rre

) 14−1

]

Ley Exponencial (n=1)

I(r) = I0 e−(

rr0

)

Relación brillo superficial - magnitud integrada

Perfil truncado

-0.2

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

0 1 2 3 4 5 6

f r27

r27/re

n=0.5n=1 n=2.5n=4

Cap. 3: Propiedades generales de las galaxias

1 Clasificación morfológica

2 Clasificación cuantitativa

3 Distribuciones espectrales de la emisión de energía

4 Distribuciones de brillo superficial

5 La corrección K

6 Función de luminosidad

La corrección K

E(λ, t) : luminosidad monocromática emitida en el marcode referencia de la fuente.

Fλ0 : flujo observado dentro de la banda con long. deonda efectiva λ0.

te : instante en el que se emitió la luz.t0 : instante de la observación (t0 > te).

S(λ) : función de transmisión del filtro + detector.dL : distancia de luminosidad, depende del modelo

de Universo adoptado.

Cap. 3: Propiedades generales de las galaxias

1 Clasificación morfológica

2 Clasificación cuantitativa

3 Distribuciones espectrales de la emisión de energía

4 Distribuciones de brillo superficial

5 La corrección K

6 Función de luminosidad

Función de Schechter

Bibliografía del capítulo:

• Galaxies in the Universe: An Introduction,Linda S. Sparke & John S. Gallagher III (CambridgeUniversity Press, 2nd. Edition, 2000).

• Galactic Astronomy,J. Binney & M. Merrifield (Princeton University Press,1998).

• Galaxy Morphology,Ronald J. Buta, 2011. Planets, Stars, and Stellar Systems,Vol. 6

• K and evolutionary corrections from UV to IR,Poggianti 1997, A&AS, 122, 399