Pekulyarnye galaktiki
V. A. Yakovleva
Sankt-Peterburgskii gosudarstvennyi universitetSoderzhanieVzaimodeistvuyushie galaktiki
Srednee rasstoyanie mezhdu ob'ektami v skopleniyah galaktik neveliko i vsego lish' raz v desyat' prevyshaet razmer tipichnoi galaktiki, poetomu stolknoveniya mezhdu galaktikami - chastoe sobytie. Rasstoyaniya mezhdu zvezdami v galaktike veliki po sravneniyu s razmerami zvezd, poetomu pri stolknovenii galaktik zvezdy odnoi galaktiki prohodyat ne stalkivayas' so zvezdami drugoi.
Skorosti galaktik v malyh gruppah nizki, poetomu vzaimodeistvie galaktik vedet k ih sliyaniyu. V bol'shih gruppah galaktiki dvigayutsya bystree, chto prepyatstvuet ih sliyaniyu. Pri etom mogut ne tol'ko vozniknut' otdel'nye osobennosti, no i izmenit'sya takie ih fundamental'nye harakteristiki, kak morfologicheskii tip.
K nachalu 80-h godov XX veka byl nakoplen bol'shoi nablyudatel'nyi material i polucheny rezul'taty chislennogo modelirovaniya, svidetel'stvuyushie v pol'zu togo, chto stolknoveniya galaktik privodyat k sushestvennym izmeneniyam ih struktury: izmenyaetsya morfologicheskii tip, zvezdnye i mezhzvezdnye komponenty sushestvenno perestraivayutsya, pri etom usilivayutsya processy zvezdoobrazovaniya i aktivnost' yader galaktik. Nekotorye issledovateli utverzhdayut, chto stolknoveniya v proshlom okazali sil'noe vliyanie na bol'shinstvo galaktik.
Posledstviya vzaimodeistviya ili sliyaniya nablyudayutsya i u odinochnyh galaktik. Naprimer, est' galaktiki s dvoinymi ili kratnymi yadrami, slivshiesya galaktiki s prilivnymi hvostami, galaktiki s polyarnymi kol'cami i drugie ekzoticheskie ob'ekty.
Sushestvuet bol'shoe kolichestvo obzorov, posvyashennyh nablyudatel'nym i teoreticheskim aspektam vzaimodeistviya. Soshlemsya na odin iz nih, opublikovannyi na russkom yazyke [3].
Na ris. 3 predstavleno neskol'ko vzaimodeistvuyushih sistem. Tri iz nih (izobrazheniya a, v i g ), a takzhe NGC4038-4039 (sm. ris. 2, g ) yavlyayutsya horosho izvestnymi vzaimodeistvuyushimi galaktikami, kotorye razlichayutsya, po-vidimomu, lish' siloi vzaimodeistviya. Rezul'taty chislennogo modelirovaniya pokazali, chto prilivnye struktury v vide mostov i peremychek voznikayut pri vzaimodeistvii glavnogo komponenta s malomassivnoi galaktikoi. M51 (sm. ris. 3, a) - horoshii primer takogo vzaimodeistviya, hotya ostaetsya neyasnym, pochemu ne nablyudaetsya drugih priznakov prilivnogo vzaimodeistviya u oboih komponentov. Vozniknovenie hvostov imeet mesto pri stolknovenii dvuh diskovyh galaktik, massy kotoryh primerno ravny.
Primerami podobnyh stolknovenii mogut sluzhit' irregulyarnaya galaktika NGC2207 (ris. 3, g), a takzhe opisannaya ran'she NGC4038-4039. V sluchae galaktiki "Koleso telegi" (ris. 3, v) central'naya galaktika vzaimodeistvuet s dvumya malomassivnymi sputnikami. 
Podobnye struktury v vide rasshiryayushihsya kolec mogut voznikat' pri prohozhdenii kompan'onov pochti perpendikulyarno ploskosti central'noi galaktiki. V zavisimosti ot parametrov stolknoveniya vozmozhny razlichnye formy kolec vplot' do otkrytyh prilivnyh spiralei.
Na ris. 3, b predstavlena izvestneishaya gruppa galaktik, poluchivshaya nazvanie "Kvintet Stefana". U chetyreh galaktik luchevye skorosti blizki, da i vneshnii vid etoi gruppy ne ostavlyaet somnenii v tesnom vzaimodeistvii.
My rassmotreli lish' tol'ko nekotorye primery vzaimodeistviya galaktik. Sovershenno nezatronutymi okazalis' aspekty vzaimodeistviya, svyazannye s processami zvezdoobrazovaniya i aktivnost'yu yader galaktik. Eti problemy zasluzhivayut otdel'nogo rassmotreniya, a my ostanovimsya lish' na odnom klasse dovol'no redkih pekulyarnyh ob'ektov, demonstriruyushih priznaki vzaimodeistviya ili sliyaniya s drugoi galaktikoi, - galaktikah s polyarnymi kol'cami.
Galaktiki s polyarnymi kol'cami
Po mneniyu mnogih astronomov, galaktika NGC2685 (ris. 4, a) yavlyaetsya pekulyarneishei iz vseh pekulyarnyh. Glavnoe telo etoi galaktiki imeet veretenoobraznuyu formu. Primerno perpendikulyarno bol'shoi osi galaktiki zametny temnye polosy, kotorye prodolzhayutsya vne glavnogo tela v vide svetyashihsya kolec. Na glubokih snimkah obnaruzhivaetsya vneshnyaya slabosvetyashayasya obolochka.
Sovershenno neozhidannymi okazalis' rezul'taty spektral'nyh nablyudenii. Naryadu s vrasheniem galaktiki vokrug maloi osi, ustanovlennym po absorbcionnym liniyam, byl obnaruzhen naklon emissionnyh linii pri polozhenii sheli spektrografa vdol' maloi osi galaktiki, chto ukazyvaet na vrashenie gazovyh mass vokrug bol'shoi osi galaktiki. Nalichie dvuh kinematicheskih sistem, vrashayushihsya v ortogonal'nyh ploskostyah, kazalos' neveroyatnym. Krome togo, nablyudeniya v linii neitral'nogo vodoroda na dline volny 21 sm pokazali prisutstvie dvuh kinematicheskih sistem, odna iz kotoryh svyazana s sistemoi polyarnyh kolec, a vtoraya - s protyazhennoi vneshnei obolochkoi.
V 80-h godah byli obnaruzheny eshe neskol'ko ob'ektov, pohozhih na NGC2685. Ih ob'edinili v novyi klass, poluchivshii nazvanie "Galaktiki s polyarnymi kol'cami" (GPK). Kak mogli vozniknut' galaktiki s dvumya ortogonal'nymi kinematicheskimi podsistemami? Ustoichiva li podobnaya konfiguraciya? Kak chasto vstrechayutsya podobnye ob'ekty i kakovy ih osnovnye harakteristiki? Dlya otveta na eti voprosy nuzhny byli novye dannye nablyudenii i teoreticheskie issledovaniya. V konce 70-h godov XX veka v observatorii Leningradskogo universiteta byli nachaty nablyudeniya galaktiki NGC2685, a pozdnee i drugih ob'ektov iz klassa GPK.
V rezul'tate nashih issledovanii [4] i rabot drugih astronomov bylo ustanovleno, 
chto glavnoe telo NGC2685 - eto normal'naya galaktika tipa S0, vidimaya pochti s rebra. Srednie pokazateli cveta svetyashihsya kolec harakterny dlya pokazatelei cveta spiral'nyh vetvei galaktik pozdnego tipa. Polyarnye kol'ca imeyut mnozhestvo strukturnyh detalei, v tom chisle zony ionizovannogo vodoroda, soputstvuyushie oblastyam zvezdoobrazovaniya. Svetlye kol'ca, proektiruyas' na glavnoe telo galaktiki, perehodyat v temnye polosy. Nalichie temnyh polos estestvenno ob'yasnyaetsya prisutstviem v kol'cah pyli, kotoraya ekraniruet izluchenie galaktiki. Na prisutstvie pyli ukazyvaet i uvelichenie pokazatelei cveta v oblasti temnyh polos, i obnaruzhenie polyarizacii izlucheniya s napravleniem, sovpadayushim s napravleniem polos. Razmer polyarnyh kolec men'she razmera glavnogo tela galaktiki, i po strukture (nablyudaetsya neskol'ko kolec, lezhashih v raznyh ploskostyah) oni otlichayutsya ot kolec klassicheskih GPK, dlya kotoryh harakterny geometricheski tonkie, odinochnye polyarnye kol'ca ili diski (ris. 4, v, g).
Kakovy scenarii obrazovaniya GPK? Rassmatrivaetsya neskol'ko vozmozhnostei:
1) akkreciya veshestva pri sblizhenii s mezhgalakticheskim oblakom;
2) zahvat i pogruzhenie sosednei karlikovoi galaktiki, bogatoi gazom i pyl'yu;
3) akkreciya chasti veshestva sblizivsheisya galaktiki vsledstvie prilivnogo vzaimodeistviya.
Dlya galaktiki NGC2685, skoree vsego, podhodit vtoroi scenarii, a imenno zahvat karlikovogo sputnika, hotya takoe ob'yasnenie stalkivaetsya s nekotorymi trudnostyami. Chto kasaetsya vneshnei slabosvetyasheisya obolochki, to, veroyatno, ee vozrast bol'she polyarnogo kol'ca i obrazovalas' ona libo v rezul'tate stolknoveniya s mezhgalakticheskim oblakom, libo sohranilas' s epohi formirovaniya galaktiki.
Na primere NGC2685 my rassmotreli naibolee harakternye cherty klassa GPK. Osobyi interes k GPK vyzvan ih neobychnoi geometriei, pozvolyayushei issledovat' prostranstvennuyu strukturu gravitacionnogo potenciala central'noi galaktiki. Pervyi katalog GPK, kandidatov v GPK i svyazannyh ob'ektov [5] byl opublikovan v 1990 godu, i v nego voshli bolee 150 ob'ektov, razbitye na chetyre gruppy.
K kategorii A byli otneseny vsego lish' shest' galaktik, dlya kotoryh k momentu sostavleniya kataloga imelis' spektral'nye svidetel'stva prisutstviya dvuh ortogonal'nyh kinematicheskih sistem. Svetyasheesya polyarnoe kol'co yavlyaetsya ploskim obrazovaniem, razmer kotorogo sravnim s razmerom glavnoi S0-galaktiki. V nastoyashee vremya eshe chetyre ob'ekta mogut byt' otneseny k etoi gruppe. Dva izobrazheniya klassicheskih GPK privedeny na ris. 4, b, v.
Gruppu B sostavili tak nazyvaemye horoshie kandidaty. My vidim galaktiki v proekcii na kartinnuyu ploskost', i iz-za orientacii central'noi S0-galaktiki i orientacii polyarnogo kol'ca v prostranstve v nekotoryh sluchayah vneshnii vid GPK mozhet sovpast' s vneshnim vidom normal'nyh galaktik, naprimer so spiral'nymi galaktikami, vidimymi s rebra. Okonchatel'noe zaklyuchenie o prinadlezhnosti galaktik etoi gruppy k GPK dolzhny dat' svedeniya o kinematike, kotorye mozhno poluchit' iz spektral'nyh nablyudenii.
K gruppam C i D otnosyatsya vozmozhnye kandidaty i galaktiki s osobennostyami, kotorye mozhno ob'yasnit' nalichiem polyarnyh kolec, nevidimyh po kakim-to prichinam.
Rassmotrim eshe dva primera galaktik iz kataloga GPK. Galaktika NGC3808 B (ris. 4, g ) yavlyaetsya galaktikoi s formiruyushimsya polyarnym kol'com. Eto odin iz komponentov vzaimodeistvuyushei sistemy. Po vneshnemu vidu eta sistema napominaet M51, rassmotrennuyu nami ranee. Spiral'naya vetv' ot glavnogo komponenta vzaimodeistvuyushei sistemy obvivaetsya vokrug kompan'ona. V rezul'tate peretekaniya veshestva my nablyudaem formirovanie polyarnogo kol'ca. Nashi spektral'nye nablyudeniya pokazyvayut, chto glavnoe telo galaktiki vrashaetsya vokrug maloi, v to vremya kak materiya obvivayushei vetvi vrashaetsya vokrug bol'shoi osi galaktiki, kak v sluchae klassicheskih GPK.
Drugaya galaktika - NGC2748 byla vklyuchena v gruppu C kataloga GPK. Nashi fotometricheskie i spektral'nye nablyudeniya pokazali, chto ona yavlyaetsya spiral'noi galaktikoi pozdnego tipa. Diffuznye obrazovaniya, vytyanutye vdol' maloi osi, i drugie osobennosti yavlyayutsya rezul'tatom akkrecii na normal'nuyu galaktiku bogatogo gazom karlikovogo sputnika. Eta galaktika yavlyaetsya chlenom gruppy iz 11 galaktik, chto ne protivorechit predpolozheniyu o zahvate sputnika. Galaktiku NGC2748 mozhno nazvat' galaktikoi s nesostoyavshimsya polyarnym kol'com. Po-vidimomu, usloviya vzaimodeistviya galaktik ne pozvolili sformirovat'sya ustoichivomu kol'cevomu obrazovaniyu v polyarnoi ploskosti glavnoi galaktiki.
GPK - redkie ob'ekty. Soglasno dannym kataloga [5], polyarnye kol'ca nablyudayutsya vsego lish' u 0,5% galaktik tipa S0. Kak uzhe otmechalos', predpolagaetsya, chto vozniknovenie ih svyazano s vzaimodeistviem ili dazhe sliyaniem galaktik. Podtverzhdeniem etogo predpolozheniya yavlyayutsya rezul'taty chislennogo modelirovaniya. Rassmatrivayutsya raznye modeli. Naprimer, bylo rasschitano vzaimodeistvie galaktiki, bogatoi gazom, s galaktikoi rannego tipa (S0), v rezul'tate kotorogo u poslednei vozniklo polyarnoe kol'co [3]. Odnako poka eshe rezul'taty model'nyh raschetov ne mogut ob'yasnit' vsego mnogoobraziya nablyudaemyh faktov.
Literatura
1. Chaisson E., McMillan St. // Astronomy Today. Apper Saddle River (N.J.): Prentice Hall, 1997. 623 p.
2. Arp H. Atlas of Peculiar Galaxies // Astrophys. J. 1966. Supp. N 123. R. 1-20.
3. Reshetnikov V.P., Sotnikova N.Ya. Vzaimodeistvuyushie galaktiki: nablyudeniya i teoreticheskie aspekty // Astrofizika. 1993. T. 36, vyp. 3. S. 435-490.
4. Makarov V.V., Reshetnikov V.P., Yakovleva V.A. Detal'naya fotometriya galaktiki s polyarnymi kol'cami NGC2685 // Tam zhe. 1989. T. 30, vyp. 1. S. 15-26.
5. Whitmore B.C., Lucas R.A., McElroy D.B. et al. New Observation and a Photographic Atlas of Polar-Ring Galaxies // Astron. J. 1990. Vol. 100. P. 1489-1522.
Recenzent stat'i A.V. Zasov
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
galaktiki - vzaimodeistvuyushie galaktiki - Mlechnyi Put' - Mezhzvezdnaya sreda - mezhgalakticheskii gaz - goryachii mezhgalakticheskii gaz - zvezdnoe skoplenie - Evolyuciya zvezd - Galaktika
Publikacii so slovami: galaktiki - vzaimodeistvuyushie galaktiki - Mlechnyi Put' - Mezhzvezdnaya sreda - mezhgalakticheskii gaz - goryachii mezhgalakticheskii gaz - zvezdnoe skoplenie - Evolyuciya zvezd - Galaktika | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
