Properties of Astronomical Objects (Part II)

First posted 25/01/2012

Distance of a Galaxy

1. Standard Candles method

  • Cepheid variable
  • Type 1a Supernovae

So basically, nak kira jarak antara galaxy kita dengan galaxy lain kita gunakan kaedah Standard Candles. Dalam standard candle ada banyak jenis boleh guna. Tapi dalam entry ni aku terangkan satu je iaitu Cepheid variable.

Apa itu Cepheid?

A star that has a luminosity (brightness) of about 1 million times greater than our Sun.

cepheid

Maksudnya, satu bintang dalam galaxy Milky Way kita ni yang brightness dia lagi terang dari matahari kita. Ambik je mana mana. Janji paling terang lol.

Basically, first step is to know the absolute magnitude (luminosity) of a star, then we compare it to apparent magnitude, and lastly, find the distance.

Formula:

formula

Where,

B* = brightness of cepheid star in milky way
d* = distance of cepheid star in milky way
dg = distance of the galaxy
Bg = brightness of the cepheid star in distant galaxy

Sebagai contoh, aku akan namakan Milky Way sebagai A, dan galaxy yang jauh sebagai B.
Dalam contoh ni, Cepheid variable dalam galaxy B nampak 106 kali lebih malap daripada Cepheid variable yang ada dalam galaxy A. Dan jarak Cepheid dalam galaxy A adalah 1000 parsecs. Berapakah jarak galaxy B?

So,

formula2

B* = 106, Bg = 1
D* = 1000 parsecs, Dg = ?

Dg = 10,300 parsecs @ 33594.85 light years

Note: Parsecs = 3.26 light years

2. Hubble Law

Cara kedua selain standard candles ialah menggunakan Undang Hubble. Hubble Law mengatakan bahawa "galaxies were moving away from Milky Way". So dari situ, Edwin Hubble menjumpai sesuatu kelajuan yang dikira melalui analisis Doppler shift (see part I) dan ia dipanggil recessional velocity, lagi jauh sesuatu galaxy itu, lagi laju ia bergerak dari Milky Way.

doppler

doppler2

Formula:
dopplerforumla

Where,
V = recessional velocities (speed) (Doppler analysis - red shift spectrum)
D = distance
H = Hubble constant (slope of line = 72km/sec/Mpc)

Contohnya, satu galaxy ni bergerak dengan kelajuan 13000km/s. Kira dia punya jauh?

So,
V = 13000km/sec (based on red shift spectrum)
H = 72km/sec/Mpc

13000 = 72*D

D = 180.56 Mpc

The Diameter of Galaxies

1. Standard geometric formula

Also used to determine diameter of nearby planets and also our Sun.

geometric

d = diameter
A = angular size of galaxy on sky (degree)
D = distance of galaxy (by std candle/hubble law)

diametersun

How do they find its angular diameter? Refer to Wikipedia lol

Contoh, bila kita tengok dari bumi sesuatu galaxy ni, angular size diberikan ialah 0.1 degree (obviously kecil sebab angle kecil. wat). Jarak ialah 10 Mpc (kira guna Cepheid/Hubble). Berapakah diameter galaxy tersebut?

fuckingshit

A = 0.1deg
D = 10 Mpc

d = 0.017 Mpc @ 5.25 × 10^17 kilometers FUARK!

Measuring the mass of galaxies

Berat sesuatu galaxy boleh dikenal pasti daripada pergerakan orbit bintang-bintang didalamnya. Bintang dalam galaxy yang besar akan bergerak laju dari yang galaxy yang kecil sebab lagi besar tarikan graviti, lagi kuat acceleration bintang didalamnya. Dengan mengira kelajuan bintang, kita boleh tahu berapa kuat gravity dalam galaxy tersebut. Since garavity depends kat mass dan jarak, dengan mengetahui saiz orbit sesuatu bintang, kita boleh dapat mass sesuatu galaxy. Mind you, mass and weight are two different things.

Untuk galaxy jenis spiral (eg. Milky Way), kita guna rotation curve untuk kira mass sesuatu galaxy. Rotation curve ialah cara untuk kenalpasti orbital speed bintang dalam galaxy tersebut bergantung kepada jarak antara bintang tersebut dengan central bulge of a galaxy.

Formula digunakan ialah,

formulaaaaaamass

Where,
G = 6.67e-11
V = orbital speed
r = radius of galaxy
M = mass

So, satu contoh disini ialah:

Orbital speed: 300000 meters/sec
Radius of the galaxy: 3.08e20 meters

moaarformulaa

Mass = 6.4e20 kg


Sources:

Show Comments

Get the latest posts delivered right to your inbox.