1 Virgohaufen 1 Objekt Identifizierung




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Der Virgo Galaxienhaufen
Protokoll

Anfängerpraktikum
von
Lukas Schmitzberger 0405818

Andreas Mayer 0405712


Gruppe2

Wien am: 19. 04. 2006


Institut für Astronomie,

Türkenschanzstr. 17,



A-1180 Wien, Österreich


1 Virgohaufen

1.1 Objekt Identifizierung
Identifizierung von 9 Galaxien des Virgohaufens auf der Aufnahme J2137 mit Hilfe einer Karte. Zusätzlich wurden etwaige Besonderheiten vermerkt.


Objekt

Besonderheiten







NGC 4294

Ein Arm ist viel stärker ausgeprägt

NGC 4321

Ein Spiralarm länger als der Andere, wahrscheinlich durch die Schräglage zu uns

NGC 4371

Dicker Bulge

NGC 4461

Keine Besonderheiten

NGC 4473

Schöne Ellipse

NGC 4486

Diffus

NGC 4501

Ein Arm ist viel stärker ausgeprägt

NGC 4548

Galaxie ist auf einer Seite Länger als auf der Anderen Seite

NGC 4552

Sehr großer Bulge



1.2 Durchmesserbestimmung
Bestimmung der Durchmesser von den in 1.1 identifizierten Galaxien mithilfe einer Messlupe. Anschließend Vergleich mit den gegeben Durchmessern. Beobachter Schmitzberger wird mir Schmitz. abgekürzt.


Objekt

Ø

Ø

Ø

Ø

Wahrer Wert

Unterschied

Unterschied

NGC Nr.

(mm)

(mm)

( " )

( " )

( " )

( " )

( " )




Mayer

Schmitz.

Mayer

Schmitz.




Mayer

Schmitz.

























4294

2.5

2.7

167.8

181.2

186

18.3

4.8

4321

6.5

8.5

436.2

570.4

414

-22.2

-156.4

4371

3.9

4.1

261.7

275.1

234

-27.7

-41.1

4461

3.1

3.2

208.0

214.7

222

14.0

7.3

4473

3.7

4.5

248.3

302.0

270

21.7

-32.0

4486

3.7

4.1

248.3

268.4

432

183.7

163.6

4501

5.8

5.6

389.2

375.8

414

24.8

38.2

4548

4.3

4.5

288.5

302.0

324

35.5

22.1

4552

2.6

2.7

174.5

181.2

252

77.5

70.8

Folgende Systematische Unterschiede zeigen sich:

Die von Beobachter Schmitzberger bestimmten Durchmesser sind tendenziell größer als die von Beobachter Mayer.

Zusätzlich liegen ca. 2/3 aller Messungen unter den Angegebenen Durchmesser.




1.3 Durchmesser
Der Virgohaufen besitzt bei einem Entfernungsmodul m-M=31.5m eine Entfernung von 19952kpc. Die Objekte aus 1.1 haben, über den Tangens bestimmt, folgende Durchmesser:


Objekt

Durchmesser

NGC Nr.

(kpc)







4294

10.06

4321

22.39

4371

12.66

4461

12.01

4473

14.60

4486

23.37

4501

22.39

4548

17.52

4552

13.63



1.4 Neigung
Identifizierung von weiteren 14 Galaxien im Virgohaufen mit Hilfe einer Karte. Zusätzlich wurde von den jetzt insgesamt 23 Objekten Typ, Durchmesser und Dicke ermittelt. Aus den gewonnenen Daten kann über den Arkuskosinus jetzt die Neigung Scheibengalaxien errechet werden. Annahme: Die Galaxien sind kreisförmig.


Objekt

Typ

Typ

Durchmesser

Durchmesser

Neigung

Neigung

NGC Nr.

Mayer

Schmitzberger

Mayer

Schmitzberger

Mayer

Schmitzberger










( '' )

( '' )

( ° )

( ° )

4294

Sb

Sb

167.8

181.2

69

71

4299

Sa

Sa

67.1

80.5

26

24

4302

Sb

Sb

315.4

322.1

83

84

4321

Sb

Sc

436.2

570.4

31

51

4371

Sba

Sba

261.7

275.1

72

73

4374

S0/E0

E1

161.0

248.3

-

-

4379

E1

E2

87.2

87.2

-

-

4402

Sc

Sc

201.3

261.7

78

77

4431

E1

E4

73.8

73.8

-

-

4435

S0

S0

100.7

167.8

48

53

4440

Sba

SBc

107.4

107.4

29

41

4461

Sa

Sb

208.0

214.7

73

76

4473

E4

E6

248.3

302.0

-

-

4478

E0

E1

73.8

80.5

-

-

4486

S0

E2

248.3

268.4

43

29

4501

Sa

Sa

389.2

375.8

64

63

4516

SBb

SBb

93.9

93.9

69

73

4548

SBb

SBb

288.5

302.0

38

39

4552

E0

E1

174.5

181.2

-

-

4564

E5

E4

147.6

161.0

-

-

4568

Sa

Sa

234.9

241.6

70

71

4571

Sb

Sa

187.9

187.9

41

31

4579

Sa

Sa

248.3

308.7

27

42



1.5 Gesamthelligkeiten
Die gegebenen Gesamthelligkeiten m wurden nun gegen log(D) aufgetragen. Eine Unterscheidung zwischen E/SO und Spiral – Galaxien soll vorgenommen werden.

Bei einer angenommenen, über die ganze Galaxie konstante Flächenhelligkeit, ist eine mit log (D) steigende Gesamthelligkeit zu erwarten. Die Beobachtungen zeigen schön, dass diese Annahme richtig ist.


Abb.1. Beziehung zwischen log (D) und der Gesamthelligkeit bei SO und E Galaxien



Abb.2. Beziehung zwischen log (D) und der Gesamthelligkeit bei S Galaxien



1.6 Flächenhelligkeit
Mit Hilfe der gegebenen Durchmesser wurde nun die mittlere Flächenhelligkeit der Galaxien berechnet. Dazu wurde folgende Formel verwendet: μ = m + 2.5logA. Die Angaben erfolgen in % des Flusses vom Himmelshintergrund (21.6m pro "):


Objekt

D25 ['']

Fläche

Flächenhelligkeit

% des

NGC Nr.




(")

(m/")

Himmelshintergrundes
















4486

432

146574.15

23.62

109.33

4473

270

57255.53

23.59

109.23

4552

252

49875.92

23.04

106.69

4461

222

38707.56

23.87

110.51

4501

414

134614.10

23.72

109.83

4321

414

134614.10

23.62

109.36

4371

234

43005.26

23.68

109.65

4548

324

82447.96

24.19

111.99

4294

186

27171.63

24.09

111.51

Es zeigt sich, dass der Unterschied in der Helligkeit bezüglich des Himmelshintergrundes bei ca. 10% liegt.



1.7 Leuchtkraftbereiche
Zur Bestimmung der Leuchtkraftbereiche, werden die hellsten und die schwächsten Spiralgalaxien bzw. E/S0 Galaxien verwendet und ihre absoluten Helligkeiten M berechnet.





Objekt

m

M




NGC Nr.



















hellste E

4486

10.7

-20.8

schwächste E

4473

11.7

-19.8

hellste S

4321

10.8

-19.7

schwächste S

4294

13.0

-18.5

Die E/S0 Galaxien überdecken einen Leuchtkraftbereich von -20.8m bis -19.8m.



Die S G Galaxien überdecken einen Leuchtkraftbereich von -19.7m bis -18.5m.

2 Abell 1060 (Hydra I)

2.1 Objekt Identifizierung
Identifizierung von 15 Galaxien im Abell Haufen auf der Aufnahme J7442 mit Hilfe von Koordinaten (Angabe des Abstandes in mm von der linken unteren Ecke).

2.2 Durchmesserbestimmung
Bestimmung der Durchmesser von den in 2.1 identifizierten Galaxien mithilfe einer Messlupe.


Objekt

Ø

Ø

Typ

Typ




Mayer

Schmitzberger

Mayer

Schmitzberger




(mm)

(mm)







NGC 3285a

0.8

1

SBb

SBb

NGC 3285

1.2

2

Sa

Sb

NGC 3285b

0.8

1

Sba

Sba

NGC 3305

0.6

0.4

E1

E1

NGC 3307

0.6

0.4

Sa

Sb

NGC 3308

1

0.8

E1

E2

NGC 3309

0.8

0.8

E1

E2

NGC 3311

1

0.8

E1

E1

IC629

0.4

0.3

E3

E2

NGC 3312

2.8

2.8

Sa

Sa

NGC 3314

1.2

1.2

Sb

Sa

NGC 3315

0.8

0.6

Sb

Sb

NGC 3316

0.4

0.6

SBa

SBa

IC2597

1

0.8

E1

E3

NGC 3336

1.4

1.6

Sb

Sa


2.3 Entfernungsbestimmung

2.3.1 Entfernungsbestimmung über die Helligkeit und den Durchmesser
Bestimmung des Mittelwertes von D und m von den 3 und 5 hellsten E/S0-Galaxien und den 3 und 5 hellsten S-Galaxien in Abell 1060 und im Virgohaufen.

Virgohaufen


3 hellsten E Galaxien







5 hellsten E Galaxien

























Objekt

m

D ( ° )

Objekt

m

D ( ° )






















NGC 4374

10.9

0.0447




NGC 4374

10.9

0.0447

NGC 4486

10.7

0.0690




NGC 4473

11.7

0.0690

NGC 4552

11.3

0.0485




NGC 4486

10.7

0.0485













NGC 4552

11.3

0.0410













NGC 4564

12.1

0.0410






















Durchschnitt:

10.97

0.0541




Durchschnitt:

11.34

0.0488



3 hellsten S Galaxien







5 hellsten S Galaxien

























Objekt

m

D ( ° )

Objekt

m

D ( ° )






















NGC 4321

10.8

0.1212




NGC 4321

10.8

0.1212

NGC 4501

10.9

0.1081




NGC 4435

11.8

0.0280

NGC 4579

11.0

0.0690




NGC 4501

10.9

0.1081













NGC 4548

11.9

0.0801













NGC 4579

11.0

0.0690






















Durchschnitt:

10.9

0.0994




Durchschnitt:

11.28

0.0813




5 absolut hellsten Galaxien










Objekt

m

D ( ° )










NGC 4321

10.8

0.1212

NGC 4374

10.9

0.0447

NGC 4486

10.7

0.0690

NGC 4501

10.9

0.1081

NGC 4579

11.0

0.0690










Durchschnitt:

10.86

0.0824



Abel 1060


3 hellsten E Galaxien







5 hellsten E Galaxien

























Objekt

m

D ( ° )




Objekt

m

D ( ° )






















NGC 3308

13.0

0.0186




NGC 3305

14.0

0.0112

NGC 3309

12.7

0.0149




NGC 3308

13.0

0.0186

NGC 3311

13.0

0.0186




NGC 3309

12.7

0.0149













NGC 3311

13.0

0.0186













IC 2597

13.0

0.0186






















Durchschnitt:

12.9

0.0174




Durchschnitt:

13.14

0.0164




3 hellsten S Galaxien







5 hellsten S Galaxien

























Objekt

m

D ( ° )




Objekt

m

D ( ° )






















NGC 3285

13.2

0.0224




NGC 3285a

14.0

0.0149

NGC 3312

13.1

0.0522




NGC 3285

13.2

0.0224

NGC 3336

13.0

0.0261




NGC 3285b

14.0

0.0149













NGC 3312

13.1

0.0522













NGC 3336

13.0

0.0261






















Durchschnitt:

13.1

0.0336




Durchschnitt:

13.46

0.0261



5 hellsten Galaxien













Objekt

m

D ( ° )










NGC 3308

13

0.0186

NGC 3309

12.7

0.0149

NGC 3311

13

0.0186

IC 2597

13

0.0186

NGC 3336

13

0.0261










Durchschnitt:

12.94

0.0194

Daraus lassen sich nun die folgenden relativen Entfernungen bestimmen:


Über die Helligkeit:
Für die Bestimmung wurde folgende Formel benutzt: ma – mv = 5log(ra/rv)


3 hellsten E

5 hellsten E

3 hellsten S

5 hellsten S

5 absolut hellsten Galaxien
















2.44

2.29

2.75

2.73

2.61


Über den Durchmesser:
Hierfür wurde folgende Formel verwendet: ra/rv = tan(Dv)/tan(Da)


3 hellsten E

5 hellsten E

3 hellsten S

5 hellsten S

5 absolut hellsten Galaxien
















3.11

2.98

2.96

3.11

4.25



2.3.2 Entfernungsbestimmung über die Radialgeschwindigkeiten:
Die Radialgeschwindigkeit wurde von einer Tabelle abgelesen und der Durchschnitt ermittelt.
Für den Virgohaufen ergibt sich eine durchschnittliche Radialgeschwindigkeit von:

1164.7 km / s
Für Abel 1060 ergibt sich eine durchschnittliche Radialgeschwindigkeit von:

3391.9 km / s
Über die Formel va/vv ergibt sich daraus ein Entfernungsverhältnis von: 2.91

2.3.3 Vergleich der Ergebnisse
Die einzelnen Methoden liefern also folgende mittlere Entfernungsverhältnisse:
Helligkeit: 2.56

Durchmesser: 3.28

Radialgeschwindigkeit: 2.91
Literaturwerte liefern folgende Distanzverhältnisse:

Entfernung Virgohaufen: 19952 kpc



Entfernung Abel 1060: 46875 kpc
Distanzverhältnis: 2.35
Es zeigt sich also, dass die verschiedenen Methoden zur Entfernungsbestimmung nur bedingt verwendet werden können.


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