Planetary nebula luminosity function - Planetary nebula luminosity function
Planetary nebula luminosity function ( PNLF ) er en sekundær avstandsindikator som brukes i astronomi . Den bruker [O III] λ5007 forbudt linje funnet i all planetarisk tåke (PNe) som er medlemmer av de gamle stjernepopulasjonene ( Befolkning II ). Den kan brukes til å bestemme avstander til både spiral- og elliptiske galakser til tross for deres helt forskjellige stjernepopulasjoner, og er en del av Extragalactic Distance Scale .
Fremgangsmåte
Avstandsestimatet til en galakse ved bruk av PNLF krever oppdagelse av et slikt objekt i målgalaksen som er synlig ved λ5007, men ikke når hele spekteret vurderes. Disse punktene er kandidater til PNe, men det er tre andre typer objekter som også vil utvise en slik utslippslinje som må filtreres ut: HII-regioner , supernovarester og Lya-galakser . Etter at PNe er bestemt, må man måle deres monokromatiske [O III] λ5007 lysstyrke for å estimere en avstand. Det som gjenstår er et statistisk utvalg av PNe. Den observerte lysstyrkefunksjonen blir deretter tilpasset noen standardlover.
Til slutt må man estimere interstellar utryddelse i forgrunnen . De to utryddelseskildene kommer fra Melkeveien og den indre utryddelsen av målgalaksen. Den første er velkjent og kan tas fra kilder slik som rødming kart beregnet fra H I- målinger og Galaxy tellinger eller fra IRAS og DIRBE satellitt eksperimenter. Den senere typen utryddelse forekommer bare i målgalakser som enten er spiralformede eller uregelmessige . Denne utryddelsen er imidlertid vanskelig å måle. I Melkeveien er skalaen på PNe mye større enn støvet. Observasjonsdata og modeller støtter at dette gjelder for andre galakser, at den lyse kanten av PNLF primært skyldes PNe foran støvlaget. Dataene og modellene støtter en mindre enn 0,05 tilsynelatende intern utryddelse av en galakse PNe.
Fysikk bak prosessen
PNLF-metoden er upartisk av metallisitet . Dette er fordi oksygen er et primært nebulært kjølevæske; ethvert fall i konsentrasjonen øker plasmas elektrontemperatur og øker mengden kollisjonelle eksitasjoner per ion. Dette kompenserer for å ha et mindre antall emitterende ioner i PNe, noe som resulterer i liten endring i λ5007-utslippene. Følgelig senker en reduksjon i oksygentetthet bare den fremkomne [O III] λ5007 utslippslinjens intensitet med omtrent kvadratroten av forskjellen i overflod. Samtidig reagerer PNe-kjernen på metallisitet på motsatt måte. I tilfelle hvor metallisiteten til stamfarstjernen er mindre, vil PNes sentrale stjerne være litt mer massiv, og den lysende ultrafiolette strømmen vil være litt større. Denne tilførte energien utgjør nesten nøyaktig de reduserte utslippene av PNe. Følgelig er den totale [O III] λ5007-lysstyrken som produseres av en PNe praktisk talt ukorrelert til metallisitet. Denne fordelaktige negasjonen er i samsvar med mer presise modeller for PNe-evolusjon. Bare i ekstremt metallfattige PNe reduseres lysstyrken til PNLF-avskjæringen med mer enn en liten prosentandel.
Den relative uavhengigheten av PNLF cutoff med hensyn til befolkningsalder er vanskeligere å forstå. [O III] λ5007-strømmen av en PNe korrelerer direkte med lysstyrken til den sentrale stjernen. Videre korrelerer lysstyrken til den sentrale stjernen direkte til massen, og den sentrale stjernens masse varierer direkte i forhold til stamfarens masse. Imidlertid, ved observasjon, er det demonstrert at redusert lysstyrke ikke skjer.