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Propiedades de las Galaxias Elípticas

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Propiedades de las Galaxias Elípticas. Jorge Jiménez Vicente Depto. de Física Teórica y del Cosmos Universidad de Granada MÁSTER FISYMAT Astrofísica Avanzada. Galaxias elípticas. ¿Son las galaxias elípticas los objetos más aburridos del universo?. Tamaños.

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propiedades de las galaxias el pticas

Propiedades de lasGalaxias Elípticas

Jorge Jiménez Vicente

Depto. de Física Teórica y del Cosmos

Universidad de Granada

MÁSTER FISYMAT

Astrofísica Avanzada

galaxias el pticas
Galaxias elípticas

¿Son las galaxias elípticas los objetos más aburridos del universo?

tama os
Tamaños
  • Las galaxias elípticas presentan un inmenso rango de variación de tamaños, masas y luminosidades:
    • Masa - 10-6 a 5 MVL
    • Radio - 10-2 a 5 RVL
    • Luminosidad - 10-5 a 7 LVL
fotometr a y espectrometr a
Fotometría y espectrometría
  • La fotometría mide la cantidad de luz y distribución espacial. Da información sobre la estructura de los objetos.

Problemas:

    • Efectos atmosféricos
    • Brillo de cielo nocturno
    • Efectos instrumentales
  • Los espectros nos dan información sobre

la composición química y la cinemática:

    • Intensidad de líneas metálicas (composición).
    • Centro de la línea: Velocidad
    • Anchura de la línea: Dispersión de velocidades
propiedades fotom tricas
Propiedades fotométricas
  • El brillo superficial de las galaxias elípticas

se ajusta a un perfil del tipo

I(R)=I0exp(-kR1/4)

llamada ley de “de Vaucouleurs” (1948)

Normalmente se expresa como:

I(R)=Ieexp(-7.67((R/Re)1/4-1))

Re -> Radio efectivo

  • Más generalmente se usa la ley de Sérsic:

I(R)=I(Re)exp[-b((R/Re)1/n-1)]

Donde b se ajusta para que I(R<Re)=0.5L.

(b  1.999n-0.327 para n>1)

la parte central
La parte central
  • La parte central de las galaxias elípticas se “desvía” de la ley r1/4. Hay dos tipos de galaxias
  • Se ajustan frecuentemente por un perfil de Hubble modificado:
    • I(R)=I0/(1+(R/Rc)2)
  • Galaxias con “core”
    • La parte central tiene un perfil “plano”.
  • Galaxias tipo “ley de potencia”
    • La parte central tiene un perfil de tipo IR-
otras leyes
Otras leyes
  • Dehnen
  • La intensidad “proyectada” es:
  • Para =3/2 es la ley de dV.
  • Para =2 se llama ley de Jaffe y es muy utilizada por su conveniencia teórica.
el pticas enanas m b 18
Elípticas enanas (MB>-18)
  • Son probablemente los objetos más abundantes en el universo.
  • Son “distintas” a las elípticas más brillantes.
  • Algunas presentan un característico “core”. Se designan con una N.
el pticas gigantes y enanas
Elípticas gigantes y enanas

Las elípticas enanas

se ajustan mejor a

un perfil exponencial

que a la ley de

“de Vaucouleurs”.

En general, el exponente

n de la ley de Sérsic

Aumenta con la luminosidad

triaxialidad
Triaxialidad

El cambio en la dirección de los ejes principales en las isofotas de las galaxias elípticas (fundamentalmente las más luminosas) es una indicación clara de su carácter intrínsicamente triaxial

forma discos y cajas

R

Forma: Discos y cajas
  • Para medir la “desviación” de la elipticidad

se expresa el radio de la elipse como una serie de Fourier en el azimut:

R()= R0+ancos(n)+ bnsen(n)

formas discos y cajas
Formas: Discos y cajas
  • a1,b1 contienen información sobre el centro.
  • a2,b2 contienen información sobre la elipticidad

y el ángulo de posición.

  • a3,b3 contienen información sobre la asimetría.
  • a4,b4 contienen información sobre la forma de

disco o caja.

  • Usualmente a3,b3,b4 son pequeños.
  • El más importante es a4.

Generalmente -0.02<a4/R0<0.04

otras estructuras
Otras estructuras

Presencia de polvo y gas:

Hay alguna componente “joven”

Capas: Implican un espacio de

fases complejo -> No tan relajadas.

Posiblemente indican acrecentamiento reciente de material

variaciones de color y metalicidad
Variaciones de color y metalicidad
  • Las galaxias elípticas son más rojas en el centro que en las partes externas

d(U-R)/dlog10r -0.25 d[Fe/H]/ dlog10r -0.22

  • Las partes más internas son más viejas

o tienen mas metales (o ambas cosas)

cinem tica en el pticas ii
Cinemática en elípticas (II)
  • Típicamente poca rotación (y a veces en el eje menor)
  • A veces hay elementos contrarrotantes
  • Kinematically decoupled cores (con una población estelar diferenciada)
correlaciones entre par metros globales
Correlaciones entre parámetros globales

Como conjunto, las galaxias elípticas muestran una serie de correlaciones interesantes entre sus parámetros:

  • Relación color-magnitud
  • Relación de Faber-Jackson (L vs )
  • Relación Brillo superficial – Radio efectivo
  • Relación Abundancia – dispersión de velocidad
relaci n color magnitud faber 1973 visvanathan sandage 1977
Relación color-magnitud (Faber, 1973 – Visvanathan & Sandage 1977)

Las galaxias más

brillantes tienen

líneas de absorción más intensas y son, en general, más rojas (aprox 0.1 mag en (u-V) cada mag en L)

relaci n brillo superficial radio efectivo kormendy 1977
Relación Brillo superficial – Radio Efectivo(Kormendy, 1977)

Re=<Ie>-0.83±0.08

Las galaxias más grandes tienen menor

brillo superficial.

relaci n abundancia dispersi n
Relación abundancia – dispersión

Las galaxias con

dispersiones de velocidad mayores son más

ricas en metales

el plano fundamental
El plano fundamental
  • Las relaciones anteriores presentan bastante dispersión intrínseca (no instrumental).
  • ¿Sería posible encontrar un conjunto (más

amplio) de parámetros que reduzcan esa

dispersión y den lugar a correlaciones más

fuertes?

el plano fundamental1
El plano fundamental
  • Si representamos los datos de las galaxias

Elípticas en un sistema de coordenadas

(logRe, log<Ie>, log0), los datos están

confinados en un plano cuya ecuación es:

logRe= 0.36(<Ie>/B)+1.4log 0

  • El teorema del virial nos dice que: M/Re=ce2 lo que, teniendo en cuenta que <Ie>=½ L/(Re2), implica:

logRe= 0.4(<Ie>/B)+2log 0+log[(c/2) (M/L)-1]

Ambas cosas son compatibles si (M/L)M0.2

la relaci n d n
La relación Dn-

Dn1.33

  • Se deduce del plano
  • Fundamental.
  • Muy útil para calcular
  • Distancias.
galaxias el pticas1
Galaxias elípticas
  • No son tan aburridas como parecen a primera vista. Posiblemente, muchas han vivido los sucesos más violentos que pueden sucederle a una galaxia (han sido formadas por colisiones de galaxias). Son esenciales para entender los mecanismos de evolución galáctica.