Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Еволюція центральних областей галактик - Математика

О.К. Сільченко, доктор фізико-математичних наук, ГАІШ, МДУ ім. М.В. Ломоносова

Уявлення про шляхи освіти та еволюції галактик кардинально змінилися за останні 20 років. До цього вважали, що на зорі формування зірок у Всесвіті переважна більшість галактик набуло досить «закінчений» вигляд, а потім почало «еволюціонувати». При цьому під еволюцією малося на увазі народження зірок і їх старіння, але ніяк не помітні зміни форми галактик. Виняток становлять сильно взаємодіючі сусідні об'єкти, в яких можуть руйнуватися зоряні диски і з'являтися нові структури (приливні хвости, мости і рукави). Але сильно взаємодіючих галактик поруч з нами небагато. А «нормальні» галактики, як правило, справляють враження динамічно стійких об'єктів, мало змінилися за останні 10 млрд. Років. Грубо кажучи, галактиці судилося бути спіральної, якщо вона такою народилася в силу певних початкових умов, і завдання вчених - зрозуміти, з якими фізичними параметрами пов'язана її «доля». І хоча досі розділяють поняття «освіта галактик» і «еволюція галактик», в останні роки грань між ними поступово стирається. Швидше за все, галактики «утворюються», тобто формуються і міняють структуру протягом усього свого життя. Чому ж так сильно змінилася парадигма? Ієрархічна концепція

Схоже, винні теоретики-космологи. Поки астрономи не поспішаючи спостерігали і вивчали видиме населення Всесвіту - галактики, - космологи прийшли, в основному з теоретичних міркувань, до висновку, що всю гравітацію і, отже, динамічну еволюцію Всесвіту визначає небаріонна холодна темна матерія. Раз вона холодна і бесстолкновітельная, у неї тільки один шлях еволюції - «кучковаться» під дією гравітаційної нестійкості, тобто розпадатися на маленькі згустки, які потім зливаються у великі, потім в дуже великі і так далі. А баріонна фракція (газ, в основному водень), маса якої всього 10%, зобов'язана слідувати за темною матерією і теж фрагментировать і зливатися, зливатися, зливатися ... Зірки утворюються «попутно», в процесі злиття структур. Таким чином, з надр космологічних умовиводів вийшла ієрархічна концепція формування галактик.

Ранні роботи космологов з формування морфологічної послідовності типів галактик, що з'явилися років 10 тому, в досить категоричній формі стверджували: першими народилися маленькі дискові (спіральні) галактики, а гігантські еліптичні, по ієрархії - останні в ланцюжку, утворилися не більше 5 млрд. Років тому, і всі як одна - злиттям (великим мержінгом) спіральних галактик. Обмеження по масі галактик, встановлені ще в рамках стандартної космологічної моделі виглядали вельми жорстко: до червоних зсувів z = 3 (в перший мільярд років життя Всесвіту) могли утворюватися галактики масою не більше 108 М¤, до z = 1 (в перші 6 млрд. . років життя Всесвіту) не більше 1010 М¤, все, що масивніше, утворилося після z = 1. З тих пір схаменувшись спостерігачі за допомогою нових гігантських телескопів - 8 м VLT і SUBARU (Земля і Всесвіт, 2004, № 2) - знайшли досить багато масивних галактик, з масою зоряної речовини більше 1011 М¤ (при z> 1.5). Виявилося, що населення гігантських еліптичних галактик, як в скупченнях, так і в розріджених околицях, уже було повністю на місці ~ 8 млрд. Років тому (z = 1), і космологи стали менш категоричні. Однак сама ієрархічна концепція формування галактик продовжує панувати.

Центральним елементом ієрархічної концепції є злиття. Розрізняють, по-перше, бездіссіпатівний мержінг - злиття галактик, що складаються лише з зірок, відбувається без зменшення загальної енергії системи. По-друге, дисипативний мержінг, відбувається в присутності газу, який вивільняє енергію. При цьому в областях з газом виникають ударні хвилі і спалахи зореутворення. Хоча злиття двох тонких зіркових дисків завжди приводить до їх руйнування, однак ступінь цього руйнування залежить від співвідношення мас зливаються об'єктів. Тут теж є своя класифікація. При великому (major) мержінге маси зливаються об'єктів близькі, а при малому (minor) мержінге сильно розрізняються (не менше ніж 1: 5).

Відзначимо ще один важливий момент: між злиттями, особливо в пізні епохи, проходить іноді до декількох мільярдів років. Весь цей час галактика не дрімає, а продовжує еволюціонувати під дією неустойчивостей, як породжуваних ззовні, гравітаційною взаємодією з сусідами, так і внутрішніх, властивих навіть абсолютно ізольованим галактикам. Ця «спокійна» еволюція отримала назву секулярної; хоча вона і спокійна, але теж може призводити до досить суттєвих змін структури.

Розглянемо докладно основні механізми структурної еволюції галактик: внутрішні - гравітаційні нестійкості тонких холодних дисків, як зіркових, так і газових; зовнішні - приливні взаємодії (за своєю природою теж гравітаційні), великі і малі сліянія.Еволюція ізольованого диска

Тонкий, зоряний галактичний диск без газу нестійкий щодо неосесиметричних збурень. Це означає, що через кілька оборотів обертання, за характерний час близько мільярда років, в споконвічно осесиметричному диску з'явиться бар - зоряне ущільнення, витягнуте вздовж радіуса. Подальша еволюція цього ущільнення буде відбуватися вже в напрямку, перпендикулярному площині диска: зірки бару, продовжуючи обертання в диску, будуть, крім того, розгойдуватися вгору-вниз, і незабаром товщина центральної області диска значно збільшиться в порівнянні з товщиною в зовнішніх областях. Так, в процесі секулярної еволюції навіть «чисто» зоряного диска, галактика може «наростити» балдж (центральна сфероїдальних структура в галактиці) і пересунутися по морфологічної класифікації із зовсім пізніх типів в більш ранні. А якщо крім зірок в диску є ще й газ? Тоді картина еволюції змінюється радикально. Газ, що становить зазвичай не більше десятка відсотків від сумарної маси зірок, підпорядковується гравітаційному впливу зірок і теж концентрується до бару. Але оскільки, на відміну від зірок, газ діссіпатівен, його хмари можуть непружно стикатися. У барі газові хмари переривають своє регулярне обертання за замкнутим галактоцентріческім орбітах, в ударних хвилях втрачають енергію, віддають свій момент обертання зірок і спрямовуються прямо до центру галактики. Чисельне моделювання показує, що за характерний час близько мільярда років б? Більша частина газу динамічно еволюціонує ізольованого галактичного диска скупчується в його центрі, в межах радіусу близько 1 кпк. Але оскільки при цьому виникають великі щільності, в даній області має розпочатися зореутворення.

Рис. 1 - Еволюція ізольованого зоряного диска: а) ізольований тонкий зоряний диск із спочатку осесиметричним розподілом щільності зірок (вид зверху). Вісь симетрії проходить через центр перпендикулярно площині малюнка; б) диск з баром, розвинувся через час, рівний декількох періодів обертання галактики: осьова симетрія розподілу щільності зірок порушена. Малюнки по модельним розрахунками А.В. Хоперського.

Так виглядає секулярная еволюція ізольованого диска в численних моделях, розрахованих сучасними астрономами Д. Фрідлі і В. Бенцем (1993, 1995). У цих же моделях відзначається ще одна цікава особливість: центру галактики газ може досягти, тільки якщо він спочатку обертався так само, як і зірки. А якщо газ обертається в інший бік, то в процесі стікання до центру галактики, він виходить з площини диска і утворює стійке похиле кільце. Воно може довго обертатися, не падаючи на центр, і тоді спалаху зореутворення НЕ будет.Еволюція ізольованого диска

Що відбувається зі структурою дискових галактик, якщо вони близько зустрічаються з іншими галактиками, продемонстрували американські вчені А.Тумре і Ю.Тумре ще в 1972 р Навіть самий грубий чисельний експеримент добре відтворює зовнішні приливні структури - «мости», «хвости» і протяжні спіральні рукави, «витягує» гравітацією обурює об'єкта з диска галактики, залученої у взаємодію. Пізніше, коли чисельні експерименти стали більш рафінованими (детальними), як, наприклад, у японського астронома М. Ногучи в 1987 р, з'ясувалося, що зовнішнє гравітаційний вплив перетворює не тільки зовнішні частини галактик: у внутрішніх областях диска виникає бар. А далі - все за сценарієм, описаним вище для ізольованих дисків. Зрештою весь газ впаде в центр, і можлива потужний спалах звездообразованія.Большіе злиття

Чисельні експерименти, що описують злиття двох дискових галактик, з ентузіазмом проводилися останні 10 років, оскільки такі явища - мало не центральний епізод ієрархічної картини еволюції галактик. Якщо надати газовому протогалактіческіх хмарі еволюціонувати в самоті, з нього може утворитися лише дискова галактика: нікуди дівати зайвий момент обертання газу. Це було однією з найсерйозніших проблем для класичних теорій формування галактик шляхом «монолітного колапсу», які розвивалися в 70-і рр. І щоб «утворити» практично не обертову сфероїдальну еліптичну галактику, придумали єдиний можливий шлях - злиття двох спочатку некопланарних (площини не збігаються) зіркових дисків. Тоді в численних експериментах дійсно виходить сфероїдальних зіркове тіло з профілем поверхневої яскравості, який спостерігається в реальних еліптичних галактиках. Але куди подінеться газ, який спочатку повинен бути в дискових галактиках, «які вирішили» злитися? Ви, напевно, вже здогадалися. При зіткненні дисків він втрачає енергію в ударних хвилях, віддає момент зіркам і падає в центр знову сформувалася еліптичної галактики, де його очікує спалах звездообразованія.Малие злиття

При малих злиттях на велику дискову галактику падає маленька галактика - супутник з масою, наприклад, 10% від маси «хазяйської» галактики. Розрахунки показують, що при падінні, навіть під кутом до площини основного диска, супутник, після декількох ударів об нього, втрачає вертикальну складову моменту, осідає в площину великого диска і починає «Спіраль» до центру. Протягом приблизно 1 млрд. Років він досягає центру хазяйської галактики, втративши в дорозі меншу частину свого власного речовини. А що ж галактика-супутник приносить в центр? Більшу частину своїх зірок і газ, якщо спочатку він у нього був. Якщо ж спочатку у нього газу не було, все одно під час руху він сильно обурив газовий диск хазяйської галактики, посилилася турбулентність, і, отже, збільшилася в'язкість в глобальному газовому диску. Зростання в'язкості означає інтенсивне перерозподіл моменту обертання і знову стрімкі радіальні течії газу до центру. Малі злиття теж повинні призводити до концентрації газу в ядрі галактики і до подальшої спалаху зореутворення.

Ви вже помітили? Всі важливі події в житті галактик кінчаються одним і тим же: механізми секулярної еволюції призводять до концентрації газу в центрі галактики і, як наслідок, до ймовірної спалаху зореутворення там. Причому газ, через свою в'язкої природи, як правило, являє собою підсистему з малими (щодо швидкості впорядкованого обертання) хаотичними швидкостями хмар і геометрією тонкого диска. Утворилися знову в центрі галактики зірки, швидше за все, також розподіляться компактним околоядерние зоряним диском. І якщо ми хочемо знайти в близьких до нас галактиках наслідки їх секулярної еволюції, найрозумніше пошукати в центрах галактик компактні зоряні диски, відмінні від оточення (балджа, наприклад) більш молодим віком і великим вмістом металів, оскільки утворилися вони пізніше з добре проеволюціоніровавшего речовини. Там, крім усього іншого, ще й найяскравіше місце в галактиці, тому легше спостерігати. Перші вражаючі відкриття околоядерних зіркових дисків були зроблені в еліптичних галактиках, там, де їх знайти ніхто не ожідал.Діскі в еліптичних галактиках

Еліптичні галактики, на відміну від спіральних, завжди вважалися однокомпонентними зоряними системами. Всі зірки еліптичної галактики начебто схожі один на одного, мають однаковий вік, однакову Металічність і розподілені в тривимірної сфероидальной структурі, яка в проекції на площину неба може мати відношення видимих осей від 1: 1 до 1: 3. Обертається більшість еліптичних галактик повільно (в порівнянні з дисковими галактиками), вони є динамічно гарячими системами, тобто у їхніх зірок хаотичні рухи («дисперсія швидкостей») переважають над регулярним обертанням. Однак, коли з появою чутливих ПЗС-приймачів точність вимірювань потоків підвищилася до 1% (і краще!), А динамічний діапазон дозволив спостерігати самі центральні області галактик, виявилися цікаві речі.

 Рис. 2 - Лінії рівної поверхневої яскравості (ізофоти), побудовані для зображення еліптичної галактики NGC 821, отриманого КТХ. Видні надлишки «носики» на ізофоти поблизу їх великої осі.

У 1988 р зроблені два гучних відкриття: по-перше, в деяких еліптичних галактиках були виявлені кинематически виділені ядра, які оберталися значно швидше, ніж вся галактика, і часто навколо зовсім по-іншому орієнтованої в просторі осі обертання; по-друге, в переважній більшості еліптичних галактик помірною світності були зафіксовані «дископодібні» ізофоти. У першому наближенні ізофоти розподілу поверхневої яскравості в еліптичних галактиках виглядають як правильні еліпси. Однак можна помітити малі відхилення ізофот від цієї форми. Якщо уздовж великої осі еліпсів з двох сторін стирчать назовні «носики», це називається дископодібна ізофоти. Такий ефект вийде, якщо всередину правильного зоряного еліпсоїда вкласти маленький сильно нахилений до нашого променю зору диск. Отже, якщо у більшості еліптичних галактик помірною світності ізофоти дископодібні, чи є це доказом того, що у всіх у них в центрі є маленькі зоряні диски? Не зовсім! Німецькі астрономи Т. Нааб, А. Буркерт і американець Л. Хернквіст (1999) побудували чисельну модель великого злиття двох дискових галактик без газу, в якій виходить еліптична галактика. Потім вийшла галактику спроектували в 50 випадкових варіантах просторової орієнтації на картинну площину, щоб порівняти зі спостереженнями. Їх цікавило, які ізофоти будуть у продукту злиття? Виявилося, якщо маси двох злилися галактик були спочатку нерівними, наприклад співвідносилися як 1: 3, то в деяких орієнтаціях у получившегося в результаті зоряного сфероида спостерігаються дископодібні ізофоти, хоча немає ніякого диска! Тоді автори припустили, що яскраві масивні еліптичні галактики утворилися злиттям двох дискових (співвідношення мас 1: 1), а менш масивні еліптичні галактики вийшли злиттям двох дискових галактик, з яких одна в 3-4 рази менше інший. Цим розходженням початкових умов вони пояснювали статистично різну форму ізофот у яскравих і слабких еліптичних галактик. Але вже в наступній роботі Т. Нааб і А. Буркерт (2001) зізналися, що хоча розподіл яскравості пояснити без дисків можна, але не можна пояснити спостережувану кінематику зірок в еліптичних галактиках. Вся справа в тонких відмінностях форми розподілу швидкостей зірок на промені нашого зору. У першому наближенні воно схоже на розподіл Гауса: більшість зірок рухається в даному місці з середньою швидкістю обертання, але завжди є зірки більш швидкі і більш повільні - через наявність хаотичної компоненти руху у зірок еліптичних галактик. Так, в модельному продукті злиття двох дисків, який зовні схожий на еліптичну галактику, виявилося трохи більше «швидких» зірок, а в реальних галактиках за спостереженнями виходить трохи більше «повільних» зірок. Причому це справедливо і для гігантських еліптичних галактик, у яких ізофоти НЕ дископодібні! Загалом, як сказав на одній з конференцій в 1999 р класик дослідження еліптичних галактик Д. Бёрстейн: «Всередині абсолютно всіх еліптичних галактик є маленькі диски».

 Рис. 3 - Модельні ИзоВел (лінії рівних швидкостей зірок) компактного зоряного диска, зануреного всередину динамічно гарячого зоряного сфероида. Червоний і синій колір позначають удаляющуюся і наближається до нас в процесі обертання половинки галактики. ИзоВел як би стягаються (схлопиваются) до великої осі.

 Рис. 4 - Поле швидкостей зірок у еліптичної галактиці NGC 821, що показує обертання центру галактики, з накладеними на нього центральними ізофоти. Синя половина - наближається до нас частина галактики, а червона - що віддаляється в процесі обертання. Видно, як область швидкого обертання концентрується до великої осі - це околоядерного зоряний диск.

Зараз, мабуть, найкращий і наочний спосіб шукати внутрішні диски в еліптичних галактиках - це двовимірна спектроскопія, що дозволяє отримувати двовимірні поля швидкостей зірок замість популярних досі спектральних розрізів галактики довгою щілиною. На таких полях швидкостей внутрішні зоряні диски видно буквально «оком». Якщо внутрішній диск досить добре нахилений до променя зору, то в модельній картині його швидке обертання ми побачимо поблизу великої осі ізофот, а трохи далі від великої осі обертання буде загальмовано - динамічно гарячі сфероїди завжди обертаються повільніше, ніж диски в тому ж гравітаційного потенціалі. Лінії рівних швидкостей - ИзоВел - як би «схлопиваются» поблизу великої осі. Покажемо на прикладі еліптичної галактики NGC 821, як вони виглядають. Ізофоти зображення, отриманого на космічному телескопі ім. Хаббла (КТХ), мають явно дискообразную форму. Поле швидкостей зірок, отримане на спектрографі інтегрального поля Саурона (Spectrographic Areal Unit for Research on Optical Nebulae - Спектральний панорамний прилад для дослідження оптичних туманностей) на 4-му телескопі Вільяма Гершеля на Канарських островах, демонструє компактний диск, видимий практично з ребра. Поблизу поля швидкостей, відповідні наближається до нас і віддаляється від нас половинкам галактики. Дископодібні ізофоти, і швидке обертання можна помітити, тільки якщо внутрішній диск сильно нахилений до нашого променю зору. У вибірці з 48 близьких галактик ранніх типів, двовимірні поля яких нещодавно опублікувала «Команда Саурона», внутрішні диски видно з кінематики (картам руху) більш ніж у половині всіх об'єктів. Схоже, Д. Бёрстейн прав, і внутрішні диски є в усіх еліптичних галактіках.Хіміческі виділені ядра галактик

Якщо в центрах галактик ранніх типів з великими Балчі (S0 або Sa-Sb) є компактні зоряні структури, що виникли у вторинній спалаху зореутворення, вони повинні бути видні не тільки за формою ізофот або Ізовел. Активне зореутворення - це швидка хімічна еволюція, тому що хімічні елементи важче азоту народжують в основному масивні зірки, які живуть недовго і встигають віддати в міжзоряне середовище знову вироблені важкі елементи ще до закінчення спалаху зореутворення. Тому компактні околоядерние диски - продукти вторинних спалахів зореутворення - повинні виділятися на тлі навколишніх їх старих зоряних сфероидов більш молодим віком зірок і підвищеним вмістом в них металів. Двовимірна спектроскопія забезпечує нас повною інформацією від протяжного ділянки галактики, і отже, ми можемо побудувати двовимірні карти еквівалентної ширини (насправді, глибини) ліній поглинання в спектрі. Лінії поглинання в інтегральному спектрі галактики породжуються найбільше зірками, причому відомо, які лінії якими саме зірками. Так, за лінії поглинання водню відповідальні в основному зірки класу A - досить масивні, порядку 2М¤, і вік їх не може бути більше 1-2 млрд. Років. Тому, грубо кажучи, чим глибше лінії водню в інтегральному спектрі, тим більше відносно молодих зірок в галактиці або в галактичної структурі, спектр якої ми спостерігаємо. Лінії поглинання металів (наприклад, сильний триплет магнію на довжині хвилі 5175? Або численні лінії заліза) тим глибше, чим більше Металічність зірок. Правда, є один нюанс: у молодих масивних зірках лінії металів завжди слабкі (еквівалентна ширина їх мала), навіть якщо Металічність цих зірок велика. Тут виручає спільний аналіз ліній металів і ліній водню: якщо їх зіставити, то ефекти віку та металличности можна розділити і визначити одночасно обидва параметра.

Рис. 5 - Карти еквівалентної ширини (глибини) ліній поглинання, отримані для центру спіральної галактики NGC 3623: а) з Мультізрачковим спектрографом MPFS 6-м телескопа БТА. б) командою Саурона. На середніх і правих картах видно червоні області - хімічно виділене ядро: воно витягнуто в лініях магнію і компактно в лініях заліза. Ізофоти показано розподіл поверхневої яскравості зірок.

Хімічно виділені ядра в галактиках були відкриті нами (Сильченко О.К., Афанасьєв В.Л., Власюк В.В. Астрономічний журнал, т. 69, с. 1121, 1992) при перших пробних спостереженнях зі спектрографом інтегрального поля MPFS (Multi -Pupil Fiber Spectrograph - Многозрачковий Волоконний Спектрограф) на 6-му телескопі БТА. У 1989 р найперший варіант цього спектрографа був закінчений професором В.Л. Афанасьєвим. Прилад помістили в прямій фокус БТА і зняли 12 яскравих галактик, обраних майже навмання. І відразу в 7 з 12 галактик ми виявили хімічно виділені ядра - еквівалентна ширина лінії магнію була великою в ядрах і стрибком падала на 1-2 ангстрема буквально в «кроці» від ядра, на кутовій відстані 2 "- 3" від центру. Серед цих перших галактик з хімічно виділеними ядрами були одна еліптична, три лінзовісних і три спіральні Sa - Sb. З тих пір я вперто продовжувала шукати хімічно виділені ядра за допомогою спектроскопії інтегрального поля на 6-му телескопі; за ці роки змінилося три модифікації спектрографа MPFS, і кожен наступний був дошкульніше і досконаліше попереднього. В результаті вдалося виявити кілька десятків близьких галактик з хімічно виділеними ядрами.

В даний час підійшла до успішного завершення програма пошуку виділених ядер в близьких лінзовідних галактиках. Це найбільш ранній тип дискових галактик; вони мають великі балджі і червоний колір. За кольором лінзовідние галактики схожі на еліптичні, і завжди вважалося, що вони складаються виключно зі старих зірок, старше 10 млрд .. років. На сьогодні досліджено 56 об'єктів, вибраних з різних типів оточення - скупчень, груп і зовсім розрідженого «поля». Це дозволило перевірити відому гіпотезу про те, що щільне оточення стимулює принаймні зовнішній «запуск» секулярної еволюції. Порівнявши властивості зоряного населення, вік і Металічність, в ядрах і в їх найближчому оточенні, в кільці між радіусами 3 "і 7", за моїми розрахунками належить балджем, я виявила наступне: середній вік ядер - 5 млрд. Років в галактиках поля і 8 млрд. років в галактиках в щільному оточенні, а середній вік балджем - 9 і 14 млрд. років. При цьому середня Металічність ядер зазвичай в 2 - 3 рази вище, ніж в безпосередньо прилеглих до них ділянках балджем. Тобто в великій вибірці близьких лінзовідних галактик виявлені еволюційно виділені ядра, що утворилися, очевидно, набагато пізніше, ніж балджі (у вторинній спалаху зореутворення). Різниця в середніх віках ядер в галактиках в щільному і в розрідженому оточенні може бути пояснена тим, що в щільному оточенні ядерна спалах зореутворення протікала більш ефективно і закінчилася в більш короткі терміни, ніж в ядрах ізольованих галактик.

Закінчуючи подання цього нового і цікавого феномену - хімічно виділених ядер галактик, я хочу показати приклад такого ядра, де видно все, чого ми можемо очікувати від околоядерного зоряного диска, що утворився всередині балджа дискової галактики у вторинній спалаху зореутворення. У лютому 2000 р ми з В.Л. Афанасьєвим спостерігали спіральну галактику типу Sa NGC 3623 на MPFS БТА і побудували карти еквівалентної ширини ліній поглинання водню, магнію і заліза для майданчика 16 "x15", яка покривалася однієї експозицією MPFS. А в кінці березня 2000 ця ж галактика спостерігалася на Канарських островах зі спектрографом Саурона, у якого поле зору побільше, ніж у MPFS. За результатами спостережень команди Саурона вдалося виміряти всі спектральні параметри на майданчику 43 "x43". Результати чудово узгоджуються: у галактики NGC 3623 хімічно виділене ядро. У лінії магнію воно виглядає, як компактний диск, нахилений з ребра, радіусом 6 ", витягнутий з півночі на південь, а в лінії залоза - це компактне (недозволене) центральне згущення. Значить, тривалість вторинної спалаху зореутворення змінювалася вздовж радіуса околоядерного диска.

У галактиці NGC 3623 ми бачимо повну картину наслідків вторинної ядерної спалаху зореутворення, що знаходиться у згоді з теоретичними передбаченнями моделей секулярної еволюції галактік.Внутренніе полярні кільця

Всі механізми секулярної еволюції галактик призводять до «стеканию» газу в центр галактики. А ось однозначно Чи з цього випливає центральна спалах зореутворення? Д. Фрідлі і В. Бенц (1993) відповідають: ні, тільки якщо газ спочатку обертався в ту ж сторону, що і зірки. А якщо газ «контрвращался», тобто обертався назустріч зіркам, то він у процесі стікання до центру виходить з площини галактики і стабілізується в обертовому, сильно нахиленому околоядерном кільці, що не добираючись до самого центру галактики. Звідки може взятися газ, що обертається назустріч зіркам? Найпоширеніша відповідь: з сусідньої галактики, у якій момент спрямований в інший бік у порівнянні з галактикою, на яку НАТЕК газ (при акреції момент обертання зберігається). Знову ж таки, поставка контрвращающегося газу можлива при малому злитті, які вважаються «черговим» моментом еволюції дискових галактик, в тому числі нашої власної Галактики. Наприклад, походження товстого зоряного диска в нашій Галактиці пов'язують з малим злиттям - поглинанням супутника. Галактики з глобальними газовими дисками, що обертаються протилежно зірок, відомі в найближчих околицях нашої Місцевої Групи - наприклад, красива регулярна спіральна галактика NGC 4826, де весь газ дружно змінює напрямок обертання на відстані 1кпк від центру. Якби сталося з NGC 4826 якась струс, внутрішня або зовнішня, і з цього контрвращающегося газового диска тут же утворюється внутрішнє сильно нахилене кільце. У процесі пошуку хімічно виділених ядер в близьких галактиках ми «переглянули» методом двовимірної спектроскопії пару десятків спіральних галактик, і в п'яти з них виявили внутрішні полярні кільця з іонізованого газу: в межах декількох сотень парсек від центру газ обертався в площині, перпендикулярній площині обертання зірок . Це абсолютно несподіване відкриття. Багато західні колеги досі ще не вірять нашим результатам!

Рис. 6 - Спіральна галактика NGC 4826: по виду галактики ніхто не міг припустити, що зовнішній газ диска обертається назустріч зіркам. Фото Дж. Глиссе (обсерваторія Кит-Пік)

В принципі, великі полярні кільця, розміром з саму галактику, були відомі й раніше. Це галактики з полярними кільцями - дуже рідкісний вид пекулярних об'єктів. Але ми виявили внутрішні полярні кільця в звичайних спіральних галактиках, в яких зовнішній газ обертається нормально, в площині симетрії галактики і разом із зірками.

Три з цих п'яти галактик розташовані у вельми «розріджених» околицях і поряд з ними немає «нікого, з ким можна було б повзаімодействовать». Як у них могла утворитися система з вкладених один в одного, взаємно перпендикулярних газових дисків? Поки загадка. Займаючись в останні роки статистикою параметрів зіркових населений в центрах лінзовідних галактик, ми виділили підвибірку таких галактик з внутрішніми полярними газовими кільцями. На перших порах нам допомогли знімки КТХ: для багатьох близьких галактик в архіві цього телескопа у вільному доступі лежать зображення центральних областей, зняті з унікальним просторовим дозволом.

Я відібрала ті об'єкти, де видно пилові кільця, перпендикулярні великої осі ізофот розподілу поверхневої яскравості, - такі, наприклад, як на відомому знімку SB0-галактики NGC 2787. Пил і газ зазвичай в галактиках тісно пов'язані. Ми припустили, що якщо є пилові полярні кільця, з великою ймовірністю повинні бути і газові. І дійсно, у всіх 8 S0-галактиках, де КТХ «побачив» полярні пилові смуги, ми за допомогою двовимірної спектроскопії на MPFS БТА помітили сильно нахилене до основного диску кільце іонізованого газу. Ще одну, дев'яту, S0-галактику з внутрішнім полярним кільцем, NGC 2732, ми знайшли випадково (в архіві КТХ для неї знімка не виявилося). Як і для інших S0-галактик, для підвибірки з внутрішніми полярними кільцями ми визначили середній вік зоряного населення в ядрах - і він виявився більше 12 млрд. Років!

Рис. 7 - Центральна область близькою лінзоподібної галактики NGC 2787, знімок отриманий КТХ. Зверніть увагу на червонуваті внутрішні полярні пилові кільця.

Більшість лінзовідних галактик з внутрішніми полярними кільцями розташоване в центрі груп галактик - на відміну, до речі, від спіральних галактик з тими ж внутрішніми полярними кільцями. По всій вибірці середній вік ядер галактик в щільному оточенні - 8 млрд. Років. А з 9 галактик з внутрішніми полярними кільцями 6 мають вік ядра більше 12 млрд. Років! Очевидно, там, де є полярне кільце, не було недавнього спалаху зореутворення в ядрі. За Д. Фрідлі і В. Бенцу, полярні газові орбіти стійкі, і полярний газ не досягає центру і не поставляє матеріалу для зореутворення. Дающий великі можливості метод дослідження галактик - двовимірна спектроскопія - використаний ще не до кінця. Адже ми шукали практично «під ліхтарем» - в центрах галактик. А скільки нових явищ, що проливають світло на еволюцію галактик, ми виявили!

Дуже вдало те, що всі динамічні процеси перебудови галактики призводять до концентрації газу в центрі. Досліджуючи центральні області близьких галактик, навіть за допомогою відносно скромних спостережних засобів, які поки ще доступні російським астрономам, ми можемо відновити повну еволюційну історію видимої матерії у Всесвіті і сказати, чи мають рацію космологи, спорудили таку красиву, але поки не цілком підтверджену схему, як ієрархічна концепція формування Галакт
Шкільна астрономія: концепція нового підходу
Е.П. Левітан, доктор педагогічних наук Нехай що прочитали цю невелику статтю самі відповідять на питання: Що це - «відступництво» або «крок уперед»? 1 вересня 1954 р. я «в ранзі вчителя» давав свій перший урок астрономії в московській школі № 125. Точніше - формально перший, бо у мене за

Теорема Піфагора
МОСКОВСЬКИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ОСВІТИ ШКОЛА - ЛАБОРАТОРІЯ № 799 Реферат з Геометрії Тема: "Теорема Піфагора і способи її докази" Учня Кудашева Олексія Москва. 1997 План: 1) Введеніе.Біографія Піфагора. Чи не алгебраїчні доведення теореми. А) Найпростіше доведення. Б) Давньокитайське доказ.

Квитки з математичного аналізу
Осн. поняття Грані числових мн-в Числові послідовності Непр. ф-ції на пр-ке 1. Осн. поняття Мат.модель - будь-який набір кр-ний; нерівностей та інших мат. Співвідношень, яка в сукупності описує цікавий для нас об'єкт. Мн-во вещест. чисел розбивається: на раціонал. і ірраціо. Рац.

Вторгнення космічних тіл в атмосферу Землі
1.Метеорітное речовина і метеорити. Кам'яні й залізні тіла, що впали на Землю з міжпланетного простору, називаються метеоритами, а наука, їх вивчає-метеоритики. У навколоземному космічному просторі рухаються самі різні метеороіди (космічні уламки великих астероїдів і комет). Їх швидкості лежать

Розрахунково-графічна робота з вищої математики
1. Опис вироби На малюнку 1 зображено в трьох проекціях виріб - поверхня, що складається з одного шматка циліндричної та двох шматків конічної поверхонь (КоКоЦ) .Додаткові відомості: розчин конуса b = 300 радіус циліндра R = 5 см відстань від осі конуса до осі циліндра l = 2 см відстань між

Транспортна задача і задача про використання сировини
1. Вирішити завдання про використання сировини геометричним способом і симплекс методом, дати економічну інтерпретацію. 75 3 травня 83 4 липня 50 1 травня 4 Травня Геометричний спосіб. Пустьколічество випускається першого виду, тогдаколічество випускається другого виду. Прибуток від реалізації

Сонячна система
Що таке наша Сонячна система? Меркурій, Венера, Земля, Марс, Юпітер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Ці дев'ять планет, що обертаються по величезних еліпсам навколо Сонця, і утворюють нашу Сонячну систему. Сонячна системам разом з мільйонами інших зоряних систем утворюють Чумацький Шлях. Оскільки

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати