<< 1.2 Gazovye diski ploskih ... | Oglavlenie | 1.4 Aktivnye galakticheskie yadra >>
1.3 Osobennosti krupnomasshtabnoi struktury ploskth galaktik
1.3.1 Spiral'nyi uzor
Uzhe po klassifikacii Habbla ploskie galaktiki byli razdeleny na podmnozhestva: SO-galaktiki bez kakih-libo chetko vyrazhennyh struktur i, kak pravilo, prakticheski bez gaza; S -- sobstvenno spiral'nye galaktiki i SB -- spiral'nye galaktiki s peremychkami, v kotoryh dva spiral'nyh rukava othodyat pochti pod pryamym uglom ot vrashayusheisya v centre galaktiki peremychki (bara).
Geometriya spiral'nyh struktur porazhaet svoim mnogoobraziem. V obychnyh spiral'nyh galaktikah (tipa S) chashe vsego obnaruzhivayut dva global'nyh spiral'nyh rukava -- kak, naprimer, u M81 [73,90]. Odnako neredki i galaktiki s mnogochislennymi spiral'nymi segmentami (naprimer, M33, NGC 5055 -- sm. v knige Voroncova-Vel'yaminova [3]), mnogoyarusnye spirali s razlichnym chislom rukavov v razlichnyh oblastyah diska po radiusu (NGC 1232, 157), galaktiki s vetvleniem spiral'nyh rukavov (NGC 151, 1288, 2997, 4725, 4736, 5033, 6946, 7412 i dp.), s sushestvovaniem plotnogo gazovogo kol'ca, nalozhennogo na spiral'nuyu strukturu (NGC 1024, 2223, 3124, 3344, 7329 i dp.), s nalichiem spiral'noi struktury v central'noi oblasti bara (NGC 1512) i t.d.
Po vneshnemu vidu naibolee estestvenno razdelyat' galakticheskie spiral'nye struktury na dva osnovnyh tipa. K pervomu sleduet otnosit' simmetrichnye otnositel'no centra dlinnye rukava, obrazuyushie global'nyi spiral'nyi uzor, zanimayushii prakticheski vsyu galaktiku1.7. Vo vtoruyu gruppu mozhno ob'edinyat' fragmentarnye spiral'nye struktury, predstavlyayushie soboi klochkovatye, geometricheski nepravil'nye voloknistye obrazovaniya -- korotkie obryvki rukavov, kotorye ne sozdayut regulyarnogo spiral'nogo uzora1.8. Po dannym nablyudenii fragmentarnyh galaktik v chetyre raza bol'she, chem galaktik s regulyarnoi strukturoi [91]. Hotya chetkoe razgranichenie mezhdu nimi provesti neprosto.
Po sovremennym predstavleniyam v bol'shinstve sluchaev mehanizmy obrazovaniya global'nogo i fragmentarnogo spiral'nyh uzorov imeyut raznuyu prirodu. Pervyi obuslovlen global'noi spiral'noi volnoi plotnosti, rasprostranyayusheisya po galakticheskomu disku. Vo vtorom sluchae osnovnoi prichinoi yavlyaetsya rastyagivanie oblastei zvezdoobrazovaniya za schet differencial'nogo galakticheskogo vrasheniya v obryvki spiral'nyh rukavov. Vazhnym faktorom predstavlyaetsya takzhe vozmozhnoe rasprostranenie processa zvezdoobrazovaniya na sosednie oblasti. Sleduet imet' v vidu, chto vozmozhno sosushestvovanie v odnoi galaktike regulyarnogo i fragmentarnogo spiral'nyh uzorov.
Kak vidim, spiral'naya struktura galaktik chrezvychaino raznoobrazna i trudno ozhidat' nalichiya edinogo fizicheskogo mehanizma obrazovaniya spiralei. Otdel'nye flukulentnye spirali mogut imet' volnovuyu prirodu, chast' obuslovlena prilivnym vzaimodeistviem. Regulyarnye galaktiki ves'ma sil'no razlichayutsya svoimi harakteristikami: prisutstviem gaza, nalichiem sputnikov i/ili bara, krivoi vrasheniya, aktivnost'yu yader i t.d. Dazhe u odnoi i toi zhe galaktiki odnovremenno mozhet deistvovat' neskol'ko faktorov, privodyashih k real'no nablyudaemoi spiral'noi strukture.
Po-vidimomu, pochti u vseh spiral'nyh galaktik spiral'nye vetvi yavlyayutsya
otstayushimi -- koncy takih spiralei orientirovany protivopolozhno napravleniyu
vrasheniya veshestva diska [92]. Formu spiral'nyh vetvei pytalis'
approksimirovat' kak logarifmicheskimi [93], tak i arhimedovymi
[94] spiralyami. Uglovaya protyazhennost' podavlyayushego bol'shinstva
spiral'nyh vetvei men'she 
[94]. Vozmozhno, lidipuyushie spipal'nye
vetvi mogut voznikat' v tesnyh papah ppi dvizhenii sputnika ppotiv
sobstvennogo vpasheniya galaktiki [95].
Horosho razlichim spiral'nyi uzor v galaktikah, vidimyh prakticheski "plashmya". S umen'sheniem ugla naklona ploskosti galaktiki k luchu zreniya opredelenie parametrov spiral'noi struktury stanovitsya bolee trudnoi zadachei. Osobuyu slozhnost' predstavlyaet vyyavlenie geometricheskih parametrov spiral'nogo uzora Galaktiki. Bylo obsheprinyato schitat', chto ona yavlyaetsya spiral'noi galaktikoi bez peremychki. V samoe poslednee vremya poyavilis' osnovaniya dlya somnenii v spravedlivosti etoi tochki zreniya. Analiz prezhde vsego kinematiki gaza v central'noi oblasti ne isklyuchaet nalichiya bara v Galaktike [96].
Kak pravilo, kontrast yarkosti (a sledovatel'no, i plotnosti)
spiral'nogo uzora galaktik po starym zvezdam diska (v krasnoi oblasti
spektra) nevelik -- v predelah ot neskol'kih procentov do
% ot osesimmetrichnogo fona1.9. No po gazu perepad plotnosti ot
spiral'nogo rukava k mezhrukavnomu prostranstvu dostigaet obychno
velichiny poryadka usrednennoi v azimutal'nom napravlenii plotnosti
gazovogo diska (ne schitaya oblasti vblizi fronta volny szhatiya, gde
skachok plotnosti znachitel'no vyshe). Molodye zvezdy rannih spektral'nyh
klassov (s vysokotemperaturnoi poverhnost'yu) koncentriruyutsya k spiral'nym
vetvyam i kak naibolee yarkie fakticheski i vysvechivayut spiral'nyi uzor na
obshem fone diska. V celom eti fakty govoryat o vazhnoi roli gazovyh
podsistem i processov zvezdoobrazovaniya v sozdanii spiral'nogo uzora
galaktik.
1.3.2 Sferoidal'nye podsistemy
Kak uzhe otmechalos' vyshe, ploskie galaktiki obladayut i sfericheskoi
podsistemoi, ob'emnaya plotnost' kotoroi ubyvaet s udaleniem ot centra
galaktiki (pri etom obychno vydelyayut vnutrennii baldzh, zvezdnoe galo i
temnoe galo). Dispersiya skorostei zvezd etoi podsistemy sravnima s ih
krugovoi skorost'yu [14]. Obychno imenno po etomu priznaku ih i vydelyayut
iz obshego diska zvezd v solnechnoi okrestnosti Galaktiki, otnosya zvezdy s
malymi radial'nymi skorostyami k naseleniyu diska. Po dannym [98],
dispersiya zvezd galo v Galaktike ravna
km/s.
Pryamoe opredelenie ob'emnoi plotnosti zvezd sferoidal'noi
podsistemy Galaktiki, a sledovatel'no i ee massy zatrudneno v
svyazi s tem, chto bol'shaya, po-vidimomu, chast' zvezd etoi podsistemy
obladaet nizkoi svetimost'yu. Tak, po ocenkam Shmidta [99], massa
zvezd sferoidal'noi podsistemy 
v sfere s radiusom solnechnoi orbity
ne prevyshaet 2-6% ot massy zvezdnogo diska v toi zhe oblasti. S drugoi
storony, v [100] sdelan vyvod o tom, chto v sfere radiusa
solnechnoi orbity na dolyu diska prihoditsya ne bolee poloviny polnoi
massy Galaktiki
, a po ocenkam
Vol'tera [101],
. V modeli,
postroennoi v rabote [102], prinyato, chto sfepoidal'nye komponenty
massivnee ploskih.
Dopolnitel'nym argumentom v pol'zu dovol'no massivnyh sferoidal'nyh podsistem
ploskih galaktik sluzhit i vid ih krivyh vrasheniya na periferii diska. Esli by
massy sferoidal'nyh podsistem byli prenebrezhimo maly po sravneniyu s massoi
diskov, to na periferii takih galaktik velichina
zametno ubyvala
by. Kolichestvo takih galaktik, odnako, chrezvychaino malo [6]. V gorazdo
bol'shem chisle ploskih galaktik na periferii ih diskov (v oblasti
, gde zvezdnyi disk fakticheski ischezaet)
const ili dazhe neskol'ko vozrastaet s udaleniem ot centra galaktiki
[29-31,37]. Yasno, chto etot fakt trebuet nalichiya dovol'no obshirnyh i massivnyh
sferoidal'nyh podsistem v ploskih galaktikah. Tak, naprimer, u spiral'noi
galaktiki nizkoi svetimosti NGC 5585 v predelah izmerennoi krivoi vrasheniya
(
kpk) massa temnogo galo dolzhna sostavlyat'
% polnoi massy sistemy [103]. V rabote [81] postroeny
modeli 48 konkretnyh spiral'nyh galaktik. Iz nih tol'ko 15 ne soderzhat galo.
V dvadcati treh sluchayah galo malomassivnoe (
), i 10
modelei vklyuchayut massivnye sferoidal'nye podsistemy (
).
Imeetsya i ryad drugih ukazanii na sushestvovanie massivnyh sfericheskih
podsistem vokrug ploskih galaktik, kotorye legko ob'yasnyayut
dinamicheskoe povedenie diskov. Tak, naprimer, v otsutstvie galo
pri nizkoi dispersii skorostei zvezd diska razvivaetsya baropodobnaya
struktura v centre, odnako ne vse galaktiki s dinamicheski
holodnym diskom otnosyatsya k tipu SB; otnoshenie velichiny dispersii
zvezd k krugovoi skorosti
obratno proporcional'no otnosheniyu
i dlya ob'yasneniya nablyudaemyh znachenii
neobhodimo
schitat' 
. Usloviem dlitel'nogo sushestvovaniya oblasti
ponizhennoi plotnosti (depressii, sm. p. 1.1.1) v central'noi
chasti diska takzhe mozhet vystupat' massivnaya sferoidal'naya podsistema.
Nablyudaemye s rebra tonkie galaktiki s otnosheniem osei 
imeyut takuyu geometricheskuyu tolshinu, kotoraya mozhet byt'
ob'yasnena tol'ko pri nalichii temnogo massivnogo galo [104]. Podrobnee
vysheperechislennye effekty obsuzhdayutsya v gl. 3.
Obnaruzhennye ne tak davno rentgenovskie korony
galaktik1.10,
sushestvenno prevyshayushie vidimye razmery sistem, svyazany s goryachim
gazom (
K). Dlya gravitacionnogo uderzhaniya gaza, nakaplivayushegosya
v processe evolyucii sistemy, neobhodima dopolnitel'naya massivnaya komponenta,
izluchenie kotoroi ne nablyudaetsya.
Sovershenno udivitel'naya galaktika A0136-0801 imeet gazovoe
kol'co na rasstoyanii priblizitel'no treh radiusov zvezdnogo diska,
kotoroe raspolozheno v ploskosti, perpendikulyarnoi disku, i pri
etom ono vrashaetsya v svoei ploskosti simmetrii so skorost'yu vrasheniya
periferii zvezdnogo diska. Etot fenomen ne tol'ko ukazyvaet na
nalichie temnoi podsistemy, no i svidetel'stvuet o sfericheskoi simmetrii
raspredeleniya veshestva v nevidimoi korone. O pohozhei kartine v NGC 2787
soobshaet Shostak [105], tol'ko kol'co nahoditsya na rasstoyanii dvuh
opticheskih razmerov galaktiki (20 kpk) i raspolozheno pod uglom k
ploskosti galaktiki. Sovokupnost' nablyudenii pozvolyaet predpolozhit' dlya
etoi sistemy otnoshenie
v predelah 22 kpk. Skorosti
vrasheniya polyarnyh kolec i diskov dlya treh SO galaktik NGC 2685,
A0136-0801, NGC 4650A okazyvayutsya blizkimi drug k drugu
[106]. Kinematika etih sistem svidetel'stvuet v
pol'zu sfericheskih galo.
Neponyatno, chto predstavlyaet soboi eto temnoe veshestvo vokrug galaktik.
Razumeetsya, nedostatka v predpolozheniyah net. No vse
oni poka eshe otnosyatsya k razryadu gipotez. Skazhem, sovremennaya
teoriya zvezdoobrazovaniya i evolyucii zvezd ne pozvolyaet rasschityvat',
chto summarnaya massa neitronnyh zvezd, ushedshih iz diska posle
raspada proevolyucionirovavshih tesnyh dvoinyh zvezdnyh sistem, mozhet
prevyshat' neskol'ko procentov ot velichiny 
. Ves'ma populyarnaya gipoteza
o tom, chto temnoe veshestvo sostoit iz elektronnogo neitrino (
)
s nenulevoi massoi pokoya, yavlyaetsya gipotezoi v kvadrate, poskol'ku
poyavlyayushiesya periodicheski v pechati soobsheniya ob otkrytii massy pokoya u
neitrino ne podtverzhdayutsya posleduyushimi issledovaniyami. Vozmozhno, chto
massivnoe galo sostoit prosto iz zvezd-karlikov maloi svetimosti, no
ne yasno, pochemu ih tam tak mnogo.
Imeyutsya i svidetel'stva protiv nevidimyh sil'no protyazhennyh
massivnyh obolochek vokrug galaktik (koron). Delo v tom, chto u
dvoinyh galaktik statisticheskim putem mozhno opredelit' massy komponent po
otnositel'nym luchevym skorostyam. Po otdel'nosti massy i svetimosti
ploskih galaktik mogut razlichat'sya ot ob'ekta k ob'ektu na neskol'ko
poryadkov. No otnoshenie 
dlya odinochnyh galaktik zaklyucheno v
nebol'shom intervale znachenii (
)1.11.
Rasprostranyaya eto i na dvoinye galaktiki, mozhno posmotret', imeetsya li
prevyshenie massy, vychislennoi po otnositel'nomu dvizheniyu, nad massoi,
opredelennoi po svetimosti. Karachencev [107] otmechaet, chto primerno
do serediny 70-h godov schitalos' obsheprinyatym nalichie izbytka virial'noi
massy, i eto rascenivalos' dazhe kak universal'naya zakonomernost' mira
galaktik. Odnako v nastoyashee vremya imeyutsya sushestvennye somneniya v etom.
I po zaklyucheniyu Karachenceva [107] dannye nablyudenii svidetel'stvuyut
protiv predpolozheniya o sushestvovanii vokrug dvoinyh galaktik massivnyh
nevidimyh sil'no protyazhennyh koron. No, po-vidimomu, delat' odnoznachnye
vyvody o nalichii skrytoi massy v dvoinyh sistemah eshe rano [108].
Baldzh. U mnogih ploskih galaktik imeetsya yarko vyrazhennoe
sharoobraznoe
utolshenie v centre -- baldzh, razmery kotorogo maly po sravneniyu s diskom
(
i chasto
). Baldzh sostoit prezhde
vsego iz zvezd i prekrasno viden. Obshaya massa baldzha 
neznachitel'na
po sravneniyu s obshei massoi diska u Sb-, Sc-galaktik i mozhet byt'
ves'ma oshutimoi u nekotoryh Sa-galaktik. Tak, naprimer, po dannym [109]
u NGC 4450
. Forma baldzha udovletvoritel'no
predstavlyaetsya splyusnutym ellipsoidom vrasheniya. Po stepeni splyusnutosti
nablyudayutsya kak prakticheski sfericheskie, tak i sil'nosplyusnutye baldzhi --
linzy (s otnosheniem poluosei vplot' do 
).
Bar. Primerno u poloviny spiral'nyh galaktik v central'noi
oblasti nahoditsya yarkaya sil'novytyanutaya ovalopodobnaya tverdotel'no
vrashayushayasya peremychka (bar). Takie zvezdnye sistemy nazyvayut peresechennymi
(SB) spiral'nymi galaktikami. Dliny bol'shih poluosei barov sostavlyayut
kpk. Ves'ma chasto bary soderzhat mnogo gaza i pyli,
kotorye uchastvuyut v dostatochno slozhnom nekrugovom dvizhenii.
<< 1.2 Gazovye diski ploskih ... | Oglavlenie | 1.4 Aktivnye galakticheskie yadra >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
akkrecionnyi disk - disk, galakticheskii - gidrodinamika - spiral'naya struktura
Publikacii so slovami: akkrecionnyi disk - disk, galakticheskii - gidrodinamika - spiral'naya struktura | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
