Microsoft Word - Astronomija-Projekt19fin

Podobni dokumenti
ANALITIČNA GEOMETRIJA V RAVNINI

resitve.dvi

Matematika 2

MERJENJE GORIŠČNE RAZDALJE LEČE

Poskusi s kondenzatorji

7. tekmovanje v znanju astronomije 8. razred OŠ Državno tekmovanje, 9. januar 2016 REŠITVE NALOG IN TOČKOVNIK SKLOP A V sklopu A je pravilen odgovor o

7. VAJA A. ENAČBA ZBIRALNE LEČE

M

C:/Users/Matevž Èrepnjak/Dropbox/FKKT/TESTI-IZPITI-REZULTATI/ /Izpiti/FKKT-avgust-17.dvi

Funkcije in grafi

Mrežni modeli polimernih verig Boštjan Jenčič 22. maj 2013 Eden preprostejših opisov polimerne verige je mrežni model, kjer lahko posamezni segmenti p

LABORATORIJSKE VAJE IZ FIZIKE

Microsoft PowerPoint _12_15-11_predavanje(1_00)-IR-pdf

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Matematika 2 Pisni izpit 9. junij 2005 Ime in priimek: Vpisna št: Zaporedna številka izpita: Navodila Pazljivo preberite bese

2

Mladi za napredek Maribora srečanje DOLŽINA»SPIRALE«Matematika Raziskovalna naloga Februar 2015

Albert Einstein in teorija relativnosti

Poročilo o opravljenem delu pri praktičnem pouku fizike: MERJENJE S KLJUNASTIM MERILOM Ime in priimek: Mitja Kočevar Razred: 1. f Učitelj: Otmar Uranj

Poslovilno predavanje

FGG13

cos-sin.eps

DN080038_plonk plus fizika SS.indd

Opisi območij rezultatov NPZ

Matematika Diferencialne enačbe prvega reda (1) Reši diferencialne enačbe z ločljivimi spremenljivkami: (a) y = 2xy, (b) y tg x = y, (c) y = 2x(1 + y

Brownova kovariancna razdalja

Popravki nalog: Numerična analiza - podiplomski študij FGG : popravljena naloga : popravljena naloga 14 domače naloge - 2. skupina

resitve.dvi

predstavitev fakultete za matematiko 2017 A

Univerza v Novi Gorici Fakulteta za aplikativno naravoslovje Fizika (I. stopnja) Mehanika 2014/2015 VAJE Gravitacija - ohranitveni zakoni

1 Naloge iz Matematične fizike II /14 1. Enakomerno segreto kocko vržemo v hladnejšo vodo stalne temperature. Kako se spreminja s časom temperat

Ime in priimek

Microsoft Word - CelotniPraktikum_2011_verZaTisk.doc

Khamikaze - Astro - Vogel 2011.indd

Vrste

Microsoft Word - ELEKTROTEHNIKA2_ junij 2013_pola1 in 2

Osnove matematicne analize 2018/19

1 Tekmovanje gradbenih tehnikov v izdelavi mostu iz špagetov 1.1 Ekipa Ekipa sestoji iz treh članov, ki jih mentor po predhodni izbiri prijavi na tekm

4. tema pri predmetu Računalniška orodja v fiziki Ljubljana, Grafi II Jure Senčar

PREDMETNI KURIKULUM ZA RAZVOJ METEMATIČNIH KOMPETENC

Microsoft Word - A-3-Dezelak-SLO.doc

N

KAKO VELIKA SO ŠTEVILA

NAVADNA (BIVARIATNA) LINEARNA REGRESIJA O regresijski analizi govorimo, kadar želimo opisati povezanost dveh numeričnih spremenljivk. Opravka imamo to

Univerza v Mariboru Fakulteta za naravoslovje in matematiko Oddelek za matematiko in računalništvo Enopredmetna matematika IZPIT IZ VERJETNOSTI IN STA

RAZISKOVANJE VESOLJA

Microsoft Word - GorivnaCelica_h-tec10.doc

LaTeX slides

resitve.dvi

dr. Andreja Šarlah Teorijska fizika II (FMF, Pedagoška fizika, 2010/11) kolokviji in izpiti Vsebina Kvantna mehanika 2 1. kolokvij 2 2. kolokvij 4 1.

1 EKSPERIMENTALNI DEL 1.1 Tkanina Pri pranju smo uporabili pet tkanin, od katerih je bila ena bela bombažna tkanina (B), preostale tkanine (E101, E111

Diapozitiv 1

Generatorji toplote

Vektorji - naloge za test Naloga 1 Ali so točke A(1, 2, 3), B(0, 3, 7), C(3, 5, 11) b) A(0, 3, 5), B(1, 2, 2), C(3, 0, 4) kolinearne? Naloga 2 Ali toč

Osnove statistike v fizični geografiji 2

Jupiter Seminarska naloga Šola: O.Š.Antona Martina Slomška Vrhnika Predmet: Fizika Copyright by: Doman Blagojević

Vaje: Matrike 1. Ugani rezultat, nato pa dokaži z indukcijo: (a) (b) [ ] n 1 1 ; n N 0 1 n ; n N Pokaži, da je množica x 0 y 0 x

Poročilo projekta : Učinkovita raba energije Primerjava klasične sončne elektrarne z sončno elektrarno ki sledi soncu. Cilj projekta: Cilj našega proj

Seminarska naloga ZGODOVINA VESOLJA 1

Univerza v Ljubljani FAKULTETA ZA RAČUNALNIŠTVO IN INFORMATIKO Tržaška c. 25, 1000 Ljubljana Realizacija n-bitnega polnega seštevalnika z uporabo kvan

BYOB Žogica v vesolju Besedilo naloge Glavna ideja igre je paziti, da žoga ne pade na tla igralne površine, pri tem pa zbrati čim več točk. Podobno ig

UNIVERZA V LJUBLJANI FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO ODDELEK ZA FIZIKO MEDZVEZDNI PRAH IN EKSTINKCIJA SVETLOBE Alenka Bajec Mentor: prof. dr. Tomaž

Slide 1

Diapozitiv 1

Atomska spektroskopija PROSTI ATOMI VZBUJENI ATOMI Marjan Veber Metode atomske/elementne masne/ spektrometrije Elektronska konfiguracija Mg

Univerza na Primorskem FAMNIT, MFI Vrednotenje zavarovalnih produktov Seminarska naloga Naloge so sestavni del preverjanja znanja pri predmetu Vrednot

(Microsoft PowerPoint _IZS_izobraevanje ZK_1_del.ppt [Zdru\236ljivostni na\350in])

VIDEOANALIZA GIBANJ Za kratke projektne naloge lahko dijaki z domačimi digitalnimi fotoaparati posnamejo nekaj sekundne videofilme poljubnih gibanj. U

PowerPoint Presentation

OSNOVNA ŠOLA HUDINJA RAZISKOVALNA NALOGA SONČEVE PEGE Avtorji: Izidor Slapnik 8. r Nik Deželak 8. r Lucijan Korošec 8. r Mentor: Jože Berk, prof. Podr

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA DAVID PUNGERT MERJENJE UČINKOVITOSTI SVETIL V FIZIOLOŠKEM MERILU DIPLOMSKO DELO LJUBLJANA, 2016

Schöck Isokorb tip W Schöck Isokorb tip W W Schöck Isokorb tip W Primeren je za konzolne stenske plošče. Prenaša negativne momente in pozitivne prečne

PRIPRAVA NA 1. Š. N.: KVADRATNA FUNKCIJA IN KVADRATNA ENAČBA 1. Izračunaj presečišča parabole y=5 x x 8 s koordinatnima osema. R: 2 0, 8, 4,0,,0

Zbirni center

Slide 1

Ime in priimek: Vpisna št: FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Oddelek za matematiko Statistika Pisni izpit 6. julij 2018 Navodila Pazljivo preberite be

Microsoft Word - Analiza rezultatov NPZ matematika 2018.docx

19. junij 2014 EBA/GL/2014/04 Smernice o usklajenih opredelitvah in predlogah za načrte financiranja kreditnih institucij na podlagi priporočila A4 ES

P182C10111

Matematika II (UN) 2. kolokvij (7. junij 2013) RE ITVE Naloga 1 (25 to k) ƒasovna funkcija f je denirana za t [0, 2] in podana s spodnjim grafom. f t

Napotki za izbiro gibljivih verig Stegne 25, 1000 Ljubljana, tel: , fax:

Uradni list Republike Slovenije Št. 17 / / Stran 2557 Verzija: v1.0 Datum: Priloga 1: Manevri in tolerance zadovoljive izurjeno

LaTeX slides

C:/Users/Matevž Èrepnjak/Dropbox/FKKT/testi in izpiti/ /IZPITI/FKKT-februar-14.dvi

Microsoft Word - Avditorne.docx

Računalniški praktikum Projektna naloga - Izdelava spletne strani Avtor: Matej Tekavčič Skupina: Matej Tekavčič - koordinator Simon Vrhovnik Tine Kavč

Microsoft Word - Pravila - AJKTM 2016.docx

Ime in priimek: Vpisna št: FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO Oddelek za matematiko Verjetnost Pisni izpit 5. februar 2018 Navodila Pazljivo preberite

Geometrija v nacionalnih preverjanjih znanja

Slovenska predloga za KE

C:/Users/Matevž Èrepnjak/Dropbox/FKKT/TESTI-IZPITI-REZULTATI/ /Izpiti/FKKT-junij-17.dvi

S rdf

(Microsoft Word - 3. Pogre\232ki in negotovost-c.doc)

P181C10111

Microsoft Word - vprasalnik_AZU2007.doc

NAVODILA AVTORJEM PRISPEVKOV

DOMACA NALOGA - LABORATORIJSKE VAJE NALOGA 1 Dani sta kompleksni stevili z in z Kompleksno stevilo je definirano kot : z = a + b, a p

Naloge 1. Dva električna grelnika z ohmskima upornostma 60 Ω in 30 Ω vežemo vzporedno in priključimo na idealni enosmerni tokovni vir s tokom 10 A. Tr

EKVITABILNE PARTICIJE IN TOEPLITZOVE MATRIKE Aleksandar Jurišić Politehnika Nova Gorica in IMFM Vipavska 13, p.p. 301, Nova Gorica Slovenija Štefko Mi

Numeri na analiza - podiplomski ²tudij FGG doma e naloge - 1. skupina V prvem delu morate re²iti toliko nalog, da bo njihova skupna vsota vsaj 10 to k

10. Meritev šumnega števila ojačevalnika Vsako radijsko zvezo načrtujemo za zahtevano razmerje signal/šum. Šum ima vsaj dva izvora: naravni šum T A, k

Transkripcija:

Univerza v Ljubljani Fakulteta za matematiko in fiziko Jure Hribar, Rok Capuder Radialna odvisnost površinske svetlosti za eliptične galaksije Projektna naloga pri predmetu astronomija Ljubljana, april 010

Povzetek Namen našega opazovalnega projekta je bil posneti (poslikati) nekaj eliptičnih galaksij in določiti radialno odvisnost njihove površinske svetlosti. Tako smo slikali pet različnih eliptičnih galaksij (med katerimi smo izbrali dve), katerih fotografije smo obdelali v programu IRAF. Dobljene podatke smo uredili in narisali grafe radialne odvisnosti površinske svetlosti galaksij. 1 Uvod Galaksije, osnovni gradniki vesolja, so velikanska, gravitacijsko vezana nebesna telesa, sestavljena iz zvezd, plinov, medzvezdne snovi in temne snovi. Število zvezd v galaksijah je različno, pri pritlikavih galaksijah jih je do deset milijonov, pri velikanskih pa jih je lahko tudi bilijon. Galaksije delimo v tri skupine: eliptične, spiralne in nepravilne galaksije, ki nimajo razločne ali pravilne oblike in se ne vklapljajo v preprosto Hubblovo razvrstitev (slika 1). Pri tem je treba poudariti, da Hubblova razvrstitev temelji na vizualnem izgledu, in ne upošteva drugih lastnosti kot sta na primer stopnja nastanka zvezd in dejavnosti v jedru. V našem projektu nas bodo seveda zanimale eliptične galaksije. Slika 1: Eliptične in spiralne galaksije v Hubblovi razvrstitvi galaksij.

. Potek dela Slike smo posneli na observatoriju na Golovcu,. maja 00. Odločili smo se za sledeče eliptične galaksije: M10; M110 - satelitna galaksija Andromede. Podatke o posameznih objektih smo pridobili tudi s programom ALADIN in podatkovnimi bazami, ki jih vsebuje. Podatke o površinski svetlosti smo dobili oz. razbrali iz slik s pomočjo programa IRAF. Vsako galaksijo smo prerezali kot je to prikazano na slikah galaksij. Prereza vseh galaksij sta potekala eden pravokotno na drugega. Pri galaksijah, katerih eliptičnost je dobro vidna, smo zajeli večjo in manjšo polos (M110). Preseki so potekali skozi središče galaksije, ki smo ga določili s pomočjo grafičnega programa v IRAF-u (ds9). Preiskali smo osrednji del galaksije in izbrali najsvetlejšo točko za središče. Grafi radialne površinske svetlosti so prikazani v nadaljevanju. Matlab-ove kode ne prilagamo, saj je trivialna. Zaradi boljšega razumevanja galaksij, je pametno izraziti njihove strukturne značilnosti. In eden od načinov, kako izraziti strukturne značilnosti galaksije je ta, da pridobimo radialno odvisnost površinske svetlosti galaksije oz. kako se površinska svetlost spreminja kot funkcija radialne oddaljenosti od centra. V smeri iskanja boljše analitične funkcije za radialno odvisnost površinske svetlosti galaksije je bilo do sedaj narejenega veliko dela. Velja omeniti predvsem prispevek Hubbla (190), de Vaucouleursa (19), Kinga (19), Sericsa (19) in Kormendya (19). Torej radialno odvisnost svetlosti eliptičnih galaksij dobro opišejo nekateri modeli oz. jo lahko dobro aproksimiramo na različne načine. Najpogosteje radialno odvisnost površinske svetlosti eliptične galaksije (dobro) aproksimiramo z Hubblovim zakonom in de Vaucouleursjevim zakonom, pri katerih naj bo R razdalja od centra projekcije (D) eliptične galaksije in I(R) opazovana površinska svetlost na določeni razdalji od centra. Hubblov zakon Površinska svetlost eliptične galaksije je na določeni razdalji od centra galaksije pri Hubblovem zakonu podana kot I I ( R) = (1) 0 ( R / a + 1), kjer sta a karakteristični radij elipse in I 0 centralna površinska svetlost.

definiran kot Prednost Hubblovega zakona je preprostost. Vendar za celotni izsev galaksije, ki je L = 0 De Vaucouleurs-jev zakon π RI( R) dr, po Hubblovem zakonu dobimo neskončen izsev. Najpogosteje se za aproksimacijo površinske svetlosti eliptične galaksije uporabi de Vaucouleurs-jev ali imenovan tudi svetlost v enotah magnitude aproksimiramo kot 1/ R zakon. Pri de Vaucouleurs-jev zakonu površinsko m ( R) + br 1/ = a, () kjer sta a in b določeni konstanti, oz.površinsko svetlost v enotah W / (m aproksimiramo kot steradian) Kjer je 1/ ( ) exp.9 R I R = I 1. e () Re R e efektivni radij, to je radij osrednjega dela galaksije, ki prispeva polovico celotne svetlosti galaksije (polovico celotnega izseva). efektivnega radija. I e pa predstavlja svetlost na razdalji Prednost de Vaucouleurs-jevega zakona je, da je preprost in da je rezultat za celotni izsev galaksije končen in razumen. Poudariti še velja, da sta tako de Vaucouleurs-jev zakon in Hubblov zakon empirična, saj sta bila definirana prek opazovanj.. Rezultati Naloga je od nas zahtevala, da podamo radialno odvisnost površinske svetlosti eliptične galaksije v enotah W / (m steradian). Če smo hoteli te enote, smo morali pretvoriti številke, ki nam jih vrne program in ki predstavljajo število fotonov na piksel CCD kamere v času ekspoziture. Svetlost za določen piksel CCD kamere je tako enaka I = dp dω ds = h c f št. fotonov) π η λ S D (. t () Kjer je h Planckova konstanta, c hitrost svetlobe, f gorišče teleskopa (f = m in D = 0, m), η kvantni izkoristek kamere (0%), λ je valovna dolžina fotonov (vzeli smo kar 0 nm), S površina oziroma velikost piksla na CCD kameri ( S = ekspoziture (00 sekund). a, kjer je a=µm) in t čas

Pri eliptičnih galaksijah so črte z enako svetlostjo elipse. Za ustrezno primerjavo radialnih odvisnosti svetlobe je bilo podatke potrebno najprej preurediti. Razskalirali smo preseke, tako da smo njihovo velikost raztegnili na velikost velike polosi elipse. Še prej pa smo grafično določili veliko in malo polos, ter rob galaksije. Iz elipse smo tako naredili krog, pri katerem pa lahko primerjamo svetlost posameznega preseka v odvisnosti od radija. Slika : shema razskaliranja eliptične galaksije. Sedaj smo podatke lahko primerjali z De Vaucouleurs-jevim zakonom. Pri vseh meritvah smo ugotovili, da so izmerjene vrednosti znotraj napovedi zakona, če upoštevamo še napake. Rezultate prikazujeta sliki 1 in 1. Na koncu smo se lotili še računanja posameznih magnitud galaksij, kar pa je opisano na koncu seminarja.

1. Galaksija M110 (NGC 0) satelitna galaksija Andromede Tip galaksije E Rektascenzija 0 h 0, m Deklinacija +1 1' Oddaljenost,*10 sv.let Rel. magnituda,9 Rel. velikost 1,9' x 11,0' Slika : Podatki o galaksiji (vir: www.wikipedia.org) (levo), slika galaksije posneta na observatoriju Golovec (desno). Slika : Opazovani prerezi galaksije M110.

x 10 - Radialna odvisnost povrsinske svetlosti galaksije M110 Svetlost[W/m *steradian] 1-00 -10-100 -0 0 0 100 10 00 Slika : Radialna odvisnost površinske svetlosti galaksije M110, po prerezu B. x 10 - Radialna odvisnost povrsinske svetlosti galaksije M110 9 Svetlost[W/m *steradian] 1-00 -10-100 -0 0 0 100 10 Slika : Radialna odvisnost površinske svetlosti galaksije M110, po prerezu A.

9 x 10 - Radialna odvisnost povrsinske svetlosti galaksije M110 Svetlost[W/m *steradian] 1-00 -10-100 -0 0 0 100 10 00 Slika : Radialna odvisnost površinske svetlosti galaksije M110, po prerezu. x 10 - Radialna odvisnost povrsinske svetlosti galaksije M110 Svetlost[W/m *steradian] 1-00 -10-100 -0 0 0 100 10 00 Slika : Radialna odvisnost površinske svetlosti galaksije M110, po - prerezu.

x 10 - Radialna odvisnost povrsinske svetlosti galaksije M110 Svetlost[W/m *steradian] 9 daljsa os krajsa os stopinj - stopinj 1-00 -10-100 -0 0 0 100 10 00 Slika 9: Radialna odvisnost površinske svetlosti galaksije M110, po vseh štirih prerezih. Napake meritev so zaradi boljše preglednosti odstranjene. x 10-10 Radialna odvisnost povrsinske svetlosti galaksije M110 9 Svetlost[W/m *steradian] 1-0 -00-10 -100-0 0 0 100 10 00 Slika 10: Radialna odvisnost površinske svetlosti galaksije M110, po vseh štirih prerezih, po razskaliranju. Napake meritev so zaradi boljše preglednosti odstranjene. 9

Vse prereze (razskalirane) seštejemo in povprečimo in dobimo sledeče radialno odvisnost površinske svetlosti (slika 10). x 10 - Radialna odvisnost povrsinske svetlosti galaksije M110 Svetlost[W/m *steradian] 1-00 -10-100 -0 0 0 100 10 00 Slika 11: Sešteta in povprečena vsota svetlosti vseh prerezov galaksije. 0. 0 y = 0.91*x + 1. -.log(i) [magarcsec - ] 19. 19 1. 1-0. 0 0. 1 1... r (1/) [px (1/) ] Slika 1: Prileganje podatkov De Vaucouleurs-jevemu zakonu.. 10

Izračun magnitude galaksije M110: Kot smo že povedali pri de Vaucouleurs-jev zakonu površinsko svetlost v enotah magnitude aproksimiramo kot m ( R) + br 1/ = a oz. v enotah W / (m steradian) kot I ( R) = I e exp.9 R R e 1/ 1. Če hočemo izračunati njeno magnitudo moramo poznati njeno oddaljenost, ki je. 10 svetlobnih let, in celotni izsev galaksije. Celotni izsev dobimo s spodnjim integralom (kjer je C referenčna konstanta za magnitudni sistem,v našem primeru za referenčno točko uporabiva Sonce) L = 1 / 0.( C a br ) ( C a) π! πri ( R) dr = πr 10 dr = 10 0 0 (0. ln(10) b) (integral je rešljiv analitčno). Iz koeficientov, ki smo jih dobili iz fitov, lahko torej določimo izsev galaksije. Za celoten izsev v primeru galaksije M110 dobimo magnitudo lahko določimo po formuli: L gal =. 10 W. Njeno.log10 Lgal rson m gal = mson. () L son rgal Kjer so L son izsev sonca ( L son =. 10 W ), r son oddaljenost Sonca (1 svetlobno leto), r gal oddaljenost galaksije (ki jo poznamo) in m =. magnituda sonca. Po enačbi za magnitudo galaksije dobimo m =.. gal son. Galaksija M10 eliptična galaksija v levu (NGC 9) Tip galaksije E1 Rektascenzija 10 h, m Deklinacija +1 ' Oddaljenost *10 sv.let Rel. magnituda 10, Rel. velikost,' x,' Slika 1: Podatki o galaksiji (vir: www.wikipedia.org) (levo), slika galaksije posneta na observatoriju Golovec (desno). 11

Slika 1: Opazovani prerezi galaksije M10. x 10 - Radialna odvisnost povrsinske svetlosti galaksije M10 1 10 daljsa os krajsa os stopinj - stopinj Svetlost[W/m *steradian] -0-0 -0 0 0 0 0 Slika 1: Radialna odvisnost površinske svetlosti galaksije M10, po vseh štirih prerezih. Prerezi so že razskalirani, zaradi boljše preglednosti pa na grafu ni označenih napak. 1

x 10 - Radialna odvisnost povrsinske svetlosti galaksije M10 1 Svetlost[W/m *steradian] 10-0 -0-0 -0-10 0 10 0 0 0 0 Slika 1: Sešteta in povprečena vsota svetlosti vseh prerezov galaksije M10. 19. 19 1. -.log(i) [magarcsec - ] 1 1. 1 1. 1 1. 1 1. -0. 0 0. 1 1.. r (1/) [px (1/) ] Slika 1: Prileganje podatkov De Vaucouleurs-jevemu zakonu. 1

Magnituda galaksije M10 Izračun magnitude poteka enako kot pri galaksiji M110 (enačba ). Pri galaksiji M10 za celoten izsev dobimo L gal =. 10 W, pri katerem iz enačbe za magnitudo galaksije dobimo m = 11. gal 1