Evolyuciya sootnosheniya Talli-Fishera

---

<< 6. Modelirovanie i approksimaciya | Oglavlenie | 8. Zaklyuchenie >>

Razdely

• 7.1. Opredeleniya kachestva krivyh vrasheniya i podvyborki
• 7.2. Sootnoshenie Talli-Fishera
• 7.3. Analiz
• 7.4. Predydushie issledovaniya evolyucii sootnosheniya Talli-Fishera
• 7.5. Rezul'taty i Obsuzhdenie

---

7. Evolyuciya sootnosheniya Talli-Fishera

7.1. Opredeleniya kachestva krivyh vrasheniya i podvyborki

Iznachal'nyi nabor dannyh, imevshiisya u nas, soderzhal odnu tysyachu ob'ektov - eto polnoe kolichestvo shelei/ob'ektov vystavlennyh v CDF-S i otnablyudennyh VIMOS'om. No, k sozhaleniyu, chast'yu iz-za instrumental'nyh problem, chast'yu iz-za pogodnyh uslovii, daleko ne vse dannye byli prigodny dlya opredeleniya krivyh vrasheniya (sm. glavu 5).

Itak, osnovnye faktory, opredelyayushie kolichestvo galaktik prigodnyh dlya izmereniya krivyh vrasheniya: Pervyi faktor - eto prosto nalichie detektirovaniya spektra dannogo ob'ekta. Sredi 1000 otnablyudennyh VIMOS'om ob'ektov detektirovano bylo okolo poloviny iz nih. Vtoroi faktor - eto nalichie protyazhennyh emissii v spektre (pod protyazhennoi podrazumevaetsya emissiya s razmerom bol'shim razmera PSF). Yasno, chto tol'ko takie galaktiki mozhno ispol'zovat' dlya izmereniya krivyh vrasheniya. I dlya vyborki takih galaktik, vse detektirovannye ob'ekty byli prosmotreny glazom. Srazu otmetim, chto etot neavtomaticheskii vybor galaktik mozhet privesti k poyavleniyu nekotoryh effektov selekcii (i on na samom dele privedet k nim, no ob etom rasskazyvaetsya v sekcii analiza rezul'tatov). Dlya togo, chtoby ponyat', naskol'ko mnogo galaktik s krivymi vrasheniya u nas poluchilos', privoditsya spisok VIMOS polei (tablica 7.1) s ukazaniem togo, skol'ko tam galaktik s protyazhennoi emissiei na bol'shom krasnom smeshenii.

Chetko vidno, chto eto chislo sil'no peremenno v zavisimosti ot polya i dazhe kvadranta - eto kak raz demonstriruet te upominavshiesya vyshe instrumental'nye problemy s VIMOS'om. Itak, polnoe kolichestvo galaktik v tablice sostavlyaet 148. Eto nabor galaktik na bol'shih krasnyh smesheniyach c krivymi vrasheniya v linii [OII] 3727. Uchityvaya nekotoroe kolichestvo galaktik na men'shih krasnyh smesheniyah s emissiei otlichnoi ot [OII], polnaya vyborka galaktik s krivymi vrasheniya soderzhala okolo 200 galaktik, kotorye mogli byt' propusheny cherez nashi procedury approksimacii. I eta byla nasha osnovnaya vyborka, rezul'taty po kotoroi my budem obsuzhdat' v etoi glave. Tochnee, budut obsuzhdat'sya rezul'taty osnovannye na 3/4 etih dannyh - 107-i galaktikah, eto galaktiki iz VIMOS polei GEMS-3, GEMS-4, GEMS-7, potomu chto dannye po etim polyam otlichayutsya opredelenno luchshim kachestvom - postoyannye shiriny PSF dlya gruppy nablyudenii, otsutstvie instrumental'nyh problem s otdel'nymi PZS matricami, umen'shayushimi polnoe vremya ekspozicii do dvuh raz (sm. glavu 5). Tak chto analiz dannyh iz ostal'nyh polei potrebuet osoboi ostorozhnosti i dolzhen byt' proveden osobo (ne v dannoi rabote).

Itak, iz syryh dannyh bylo vybrano okolo 20% galaktik s protyazhennoi emissiei, no dazhe eti dannye, k sozhaleniyu, soderzhat krivye vrasheniya sil'no razlichayushiesya po kachestvu: nekotorye iz nih yavno demonstriruyut uploshenie krivoi vrasheniya, nekotorye predstavlyayut soboi vsego-lish' dve pryamyh poloski (ot [OII]) bezo vsyakih priznakov uplosheniya krivyh vrasheniya; nekotorye zhe galaktiki demonstriruyut protyazhennye emissii, no ne imeyushie nichego obshego s vrasheniem.

Zametim, chto vse eti sluchai dolzhny byt' rassmotreny osobo. A svalivanie vseh galaktik v kuchu dlya uvelicheniya statistiki mozhet privesti k nepredskazuemym rezul'tatam. Tak, my pozvolim sebe skazat', chto naprimer rabota [Milvang-Jensen PhD thesis] greshit tem, chto v final'nuyu vyborku vklyucheno bol'shoe kolichestvo galaktik s krivymi vrasheniya ochen' plohogo kachestva, chto vedet k ogromnomu i trudno interpretiruemomu razbrosu na vseh zavisimostyah. Itak, nash podhod k etoi probleme zaklyuchalsya v vizual'noi klassifikacii krivyh vrasheniya, razdelenii ih na neskol'ko grupp i rabote s etimi gruppami otdel'no, uchityvaya razlichnye svoistva raboty algoritma na etih gruppah i t.d.

Osnovnoi vazhnoi problemoi dlya nas v razdelenii plohih i horoshih krivyh vrasheniya bylo vydelenie klassa galaktik, demonstriruyushih uploshenie krivoi vrasheniya, potomu chto tol'ko dlya etoi podgruppy galaktik mozhno byt' absolyutno uverennym v realistichnosti approksimacii i v tom, chto maksimal'naya skorost' vrasheniya, poluchennaya iz approksimacii, yavlyaetsya deistvitel'no maksimal'noi skorost'yu vrasheniya etoi galaktiki. V sluchae zhe, esli uploshenie ne nablyudaetsya, to togda izmerennaya skorost' mozhet sluzhit' lish' nizhnei ocenkoi .

Itak my vizual'no klassificirovali galaktiki po sleduyushim kategoriyam:

1. Krivaya vrasheniya opredelenno demonstriruet uploshenie.
2. Na krivoi vrasheniya net priznakov uplosheniya (krivaya vrasheniya absolyutno pryamaya).
3. Krivaya vrasheniya ochen' vozmushena, no nekotoroe izmerenie dispersii skorostei v sisteme po nei vozmozhno.
4. Izmerenie krivoi vrasheniya nevozmozhno iz-za slishkom nizkogo otnosheniya signal-shum ili iz-za slishkom malen'kogo razmera galaktiki.

Snova zametim, chto nas osobenno interesovali galaktiki s uploshennoi krivoi vrasheniya, poetomu osobenno vazhno bylo otdelenie etih galaktik ot galaktik s neuploshayushimisya krivymi vrasheniya. Dlya etogo byla napisana otdel'naya procedura vypolnyayushaya fitting krivyh vrasheniya liniya za liniei (kak dlya blizkih galaktik). Primer raboty takoi procedury sm. na risunke 7.2.

Takie grafiki dlya kazhdoi krivoi vrasheniya sluzhili horoshei diagnostikoi togo, nablyudaetsya li uploshenie krivoi vrasheniya ili net. Takzhe v processe klassifikacii povyshennoe vnimanie bylo udeleno galaktikam s yavnymi priznakami merzhinga galaktik - oni byli isklyucheny iz mnozhestva horoshih krivyh vrasheniya. Itak, po itogam klassifikacii iz spiska 107-i galaktik 33 galaktiki byli klassificirovany kak galaktiki s uplosheniem krivoi vrasheniya i 37 galaktik s krivoi vrasheniya bez uplosheniya. Eti dve podvyborki i ispol'zovalis' dlya izucheniya evolyucii sootnosheniya Talli-Fishera.

7.2. Sootnoshenie Talli-Fishera

Osnovnaya cel' etoi sekcii i v principe vsego diploma - eto sravnit' sootnoshenie Talli-Fishera na bol'shih krasnyh smesheniyah i lokal'noe sootnoshenie Talli-Fishera.

V predydushih glavah my v osnovnom opisyvali to, kak my poluchali, obrabatyvali nashi dannye. Teper' nastal moment ispol'zovat' eti rezul'taty.

Sootnoshenie Talli-Fishera - eto iznachal'no [Tully, Fisher 1977] sootnoshenie mezhdu absolyutnymi zvednymi velichinami galaktik i shirinoi linii neitral'nogo vodoroda dlya spiral'nyh galaktik. Eto sootnoshenie yavlyaetsya dostatochno horosho izuchennym dlya blizkih galaktik i naibolee chasto ispol'zuyutsya sootnosheniya opredelennye v rabotah [Pierce, Tully 1992], [Mathewson et al. 1992], [Tully, Pierce 2000]. Sootnoshenie Talli-Fishera iz raboty Pirsa-Talli vyglyadit sleduyushim obrazom:

gde - shirina radio-linii vodoroda v km/s, a - velichina galaktiki v fil'tre B, ispravlennaya za Galakticheskoe pogloshenie i za vnutrennee pogloshenie, sleduya formulam Talli-Fuke [Tully, Fouque 1985], no ne ispravlennaya za pogloshenie v polozhenii plashmya. Tut neobhodimo otmetit', chto ispravlenie za pogloshenie v polozhenii plashmya - eto tonkii vopros, v nekotoryh rabotah eta popravka primenyaetsya, no my, sleduya rekomendacii [Tully, Fouque 1985] ne primenyali etu popravku, tak ona opredelyaet tol'ko sdvig vseh dannyh na postoyannuyu velichinu, no sama eta velichina opredelena ochen' netochno. V dannoi rabote ispol'zovalos' sootnoshenie Talli-Fishera iz [Pierce, Tully 1992], a ne iz bolee novyh rabot dlya prostoty sravneniya s drugimi rabotami po evolyucii sootnosheniya TF (v nih pochti vse avtory ispol'zovali sootnoshenie TF Pirsa-Talli 92).

Vozvrashayas' k formule 7.1, nado skazat', chto estestvenno u nas ne bylo dostupa k shirine linii vodoroda, u nas byla informaciya o skorostyah vrasheniya galaktik, tak chto nado bylo preobrazovyvat' etu shirinu v skorost' vrasheniya. V rabote [Tully, Fouque 1985] pokazano, chto statisticheski ravno udvoennoi maksimal'noi skorosti vrasheniya. Poetomu v rabotah po sootnosheniyu TF dalekih galaktik tozhe obychno prinyato ([Milvang-Jensen PhD thesis], [Vogt 2001]) ispol'zvat' prostoe preobrazovanie mezhdu i :

Podstavlyaya eto vyrazhenie v vyrazhenie 7.1 my poluchaem sleduyushee vyrazhenie (kotoroe my i ispol'zovali, kak lokal'noe sootnoshenie Talli-Fishera).

I tak kak eto sootnoshenie bylo ispravleno za vnutrennee pogloshenie, to vse nashi nablyudatel'nye dannye neobhodimo bylo tozhe ispravlyat' za vnutrennee pogloshenie (iz [Tully, Fouque 1985]): , gde

Chto zhe kasaetsya absolyutnoi velichiny, kotoraya figuriruet na vseh TF grafikah, to v kachestve nee my ispol'zuem absolyutnye restframe velichiny v fil'tre B (raschitannye v standartnoi kosmologii , , kotorye rasschitany dlya vseh nashih ob'ektov v COMBO-17 kataloge.

7.3. Analiz

Itak osnovnoi grafik sootnosheniya Talli-Fishera dlya vseh galaktik s uplosheniem krivoi vrasheniya na vseh krasnyh smesheniyah.predstavlen na risunke 7.8. Smesheniya otnositel'no lokal'nogo sootnosheniya Talli-Fishera privedeny na risunke 7.9.

No prezhde chem pristupit' k okonchatel'nomu analizu rezul'tatov, neobhodimo prodemonstrirovat' rezul'taty nekotoryh proverok, pokazyvayushih pravil'nost' nashih rezul'tatov approksimacii i pravil'nost' nashih grafikov s TF dalekih galaktik. Samaya pervaya vazhnaya proverka - eto otsutstvie korrelyacii mezhdu otkloneniem ot lokal'nogo sootnosheniya Talli-Fishera i naklona galaktiki. Otsutstvie takoi korrelyacii govorit o pravil'nosti provedennogo ispravleniya za poglosheniya. I deistvitel'no na ris. 7.3 my ne vidim nikakoi korrelyacii - koefficient korrelyacii 0.15, t.e. ispravlenie za pogloshenie vypolneno korrektno.

Drugim vazhnym testom dlya togo, chtoby ubedit'sya v pravil'nosti rezul'tatov approksimacii, yavlyaetsya proverka sootnosheniya teh radiusov uplosheniya krivyh vrasheniya (kotorye byli u nas svobodnymi parametrami approksimacii) i eksponencial'nyh shkal diskov. My uzhe govorili, chto i teoriya i nablyudeniya ([Navarro et al. 1996], [Persic, Salucci 1996]) predskazyvayut, chto krivaya vrasheniya dolzhna uploshat'sya na neskol'kih 1, 2, 3-h eksponencial'nyh shkalah diska (maksimal'nye diski naprimer uploshayutsya na 2.2 shkalah diska, hotya, sudya po vsemu, bol'shinstvo diskov vse zhe submaksimal'ny [Courteau, Rix 1999]). Tak chto razumnost' raspredeleniya otnosheniya polezna dlya proverki pravil'nosti rezul'tatov. I deistvitel'no, raspredelenie na risunke 7.4 demonstiruet pik na 2.5, chto daet dopolnitel'noe podtverzhdenie pravil'nosti rezul'tatov. Zametim takzhe, chto bol'shaya chast' galaktik imeet krivye vrasheniya, uploshayushiesya na men'shih rasstoyaniyah, (demonstriruya takim obrazom krivye vrasheniya bolee pohozhie na sovsem ploskie).

Takzhe interesnaya i vazhnaya proverka mozhet byt' provedena, uchityvaya tot fakt, chto my izmeryali krivye vrasheniya po zapreshennomu dubletu [OII]. Horosho izvestno, chto otnoshenie linii v etom dublete ([OII] 3726 i [OII] 3729) zavisit ot elektronnoi plotnosti i temperatury ([Seaton 1957], [Keenan 1999]). Na risunke 7.5 pokazano raspredelenie otnosheniya linii 3726 i 3729. Eto raspredelenie demonstriruet pik okolo 0.7, i ispol'zuya risunok iz [Keenan 1999] mozhno opredelit' elektronnuyu plotnost' (v etom diapazone otnoshenii [OII] 3726/2729, zavisimost' ot elektronnoi temperatury polnost'yu vyrozhdena (sm. [Keenan 1999])), poetomu mozhno otnoshenie linii pryamo perevodit' v plotnost' (na kartinke 7.5 sverhu naneseny znacheniya plotnosti). I my vidim, chto nablyudaemoe otnoshenie linii svidetel'stvuet ob izluchenii iz oblastei s nizkoi elektronnoi plotnost'yu, t.e. nashi izmereniya otslezhivayut izluchenie iz oblastei zvezdoobrazovaniya (a ne naprimer istechenii iz AGN).

Takzhe pered tem, kak pristupat' k nauchnomu analizu grafikov 7.8, 7.9, 7.10, 7.11, neobhodimo razobrat'sya s effektami nablyudatel'noi selekcii v nashih dannyh. My uzhe podrobno opisyvali te kriterii, kotorymi my rukovodstvovalis' pri vybore ob'ektov dlya nablyudenii VIMOS'om i pokazyvali raspredeleniya parametrov vyborki, no tak kak mnozhestvo galaktik, kotorye popali na grafik 7.9 i drugie, yavlyaetsya tol'ko malen'koi dolei iznachal'noi vyborki, neobhodimo ponyat' svoistva etoi podvyborki. K tomu zhe, chastichno eta podvyborka obrazovana posredstvom vizual'noi klassifikacii, poetomu dlya nee effekty selekcii mogut igrat' bol'shuyu rol'. Chtoby ponyat' effekty selekcii my vospol'zuemsya dvumya grafikami. My rassmotrim raspredelenie ob'ektov v ploskosti cvet-velichina i velichina-razmer. Nachnem s raspredeleniya po cvetu i velichine. Na risunke 7.6 chernye tochki pokazyvayut raspredelenie vseh galaktik iz kataloga GEMS, krasnye tochki pokazyvayut raspredelenie galaktik, kotorye byli otnablyudeny VIMOS'om, i nakonec sinie tochki pokazyvayut raspredelenie galaktik s krivymi vrasheniya (samye bol'shie tochki sootvetstvuyut samym kachestvennym krivym vrasheniya, men'shie tochki bolee plohim)(vse raspredeleniya postroeny dlya diapazona krasnyh smeshenii ) Osnovnaya struktura na etoi kartinke - eto t.n. krasnaya posledovatel'nost' (red sequence) galaktik rannih tipov, i goluboe oblako galaktik pozdnih tipov so zvezdoobrazovaniem([Bell et al. 2004], [Blanton et al. 2003]). Vo-pervyh, my vidim, chto krasnye tochki (VIMOS vyborki) ochen' horosho proslezhivayut raspredelenie galaktik v , t.e. eta vyborka yavlyaetsya horoshei v tom smysle, chto ona ne zatronuta selekciei. Chto zhe kasaetsya tochek s krivymi vrasheniya, to tri tochki v oblasti svetimostei yavno lezhat v bolee goluboi oblasti, chem ostal'nye galaktiki, a ostal'nye galaktiki s krivymi vrasheniya, tozhe lezhat v osnovnom v seredine raspredeleniya galaktik, t.e. my sklonny schitat', chto dannaya kartinka podtverzhdaet fizichnost' nashei vyborki, kotoruyu my ispol'zuem dlya izucheniya evolyucii TF. Raspredelenie galaktik v ploskosti razmer-velichina pokazano na ris. 7.7. Cveta i razmer tochek imeyut tot zhe smysl, chto i na predydushem grafike, edinstvennoe otlichie v tom, chto chernym cvetom otmecheny tol'ko diskovye galaktiki (s sersikovskim indeksom < 2.5). Na etom grafike my vidim, chto krasnye tochki (vse VIMOS galaktiki) tozhe ochen' horosho otslezhivayut raspredelenie galaktik, sinie tochki tozhe otslezhivayut maksimum raspredeleniya, no mozhno skazat', on ne zahvatyvaet hvost galaktik vysokoi poverhnostnoi yarkosti(lezhashih vnizu), chto i ponyatno iz nashego metoda vybora galaktik - dlya postroeniya TF my vybirali tol'ko galaktiki s protyazhennoi emissiei, i s vidimym uplosheniem krivoi vrasheniya, i ochevidno chto takoi vybor budet smeshat' vyborku galaktik v storonu galaktik bOl'shego razmera pri fiksirovannoi svetimosti (t.e. s men'shei poverhnostnoi yarkost'yu).

7.4. Predydushie issledovaniya evolyucii sootnosheniya Talli-Fishera

Issledovaniya evolyucii sootnosheniya Talli-Fishera predprinimalis' neskol'ko raz za poslednie 10 let. V nih mozhno vydelit' issledovaniya provodimye neskol'kimi gruppami, i, uvy, obychno privodivshie k razlichnym rezul'tatam. Samye pervye rezul'taty po evolyucii TF byli polucheny eshe v 1996-om godu gruppoi proekta DEEP, vozglavlyaemoi Nikol' Vogt [Vogt et al. 1996]. Oni izmerili evolyuciyu sootnosheniya TF v fil'tre B na osnove spektrov 9-i galaktik s , snyatyh na teleskope Keka. Ih rezul'tatom bylo malen'koe ili otsutstvie evolyucii TF. ( ). V serii posleduyushih rabot Vogt i dr., analiziruya bOl'shie vyborki ([Vogt et al. 1997], [Vogt 2001]) oni analogichno ne obnaruzhili nikakoi evolyucii ni v naklone, ni v smeshenii sootnosheniya TF.

V rabote [Simard, Pritchet 1998] byli izucheny 22 spektra galaktik na krasnom smeshenii okolo 0.2-0.4 poluchennyh na CFHT. Glavnyi vyvod etoi raboty zaklyuchalsya v tom, chto otnablyudennye imi galaktiki byli na odnu-dve velichiny yarche, chem eto predskazyvalo lokal'noe sootnoshenie TF. Stoit takzhe otmetit' etu rabotu, tak kak tam vpervye byl primenen metod polnogo 3D modelirovaniya krivyh vrasheniya. V rabote [Rix et al. 1997] byli izmereny shiriny linii [OII] 22-h galaktik s na krasnom smeshenii okolo 0.25. Bylo obnaruzheno, chto galaktiki tam yarche na 1.5 velichiny, chem lokal'nye galaktiki s temi zhe shirinami linii (skorostyami vrasheniya). V 2002-om godu v rabote [Ziegler et al. 2002] s pomosh'yu spektrografa FORS2 na teleskope VLT byli izucheny spektry shestidesyati galaktik s krasnymi smesheniyami ot 0 do 1. Rezul'tatom etoi raboty bylo obnaruzhenie izmeneniya naklona sootnosheniya Talli-Fishera. Tak naklon opredelennyi v ih rabote byl raven (u lokal'nogo sootnosheniya TF v fil'tre B po [Pierce, Tully 1992] naklon -7.48). V bolee pozdnei rabote [Bohm et al. 2004] s pomosh'yu spektrografa FORS byli izucheny spektry okolo sotni galaktik v diapazone krasnyh smeshenii ot 0 do 1. I rezul'tatom etoi raboty bylo tozhe podtverzhenie evolyucii naklona sootnosheniya Talli-Fishera. V 2003 godu v svoei kandidatskoi dissertacii [Barden 2003], izuchiv infrakrasnye spektry (poluchennye na spektrografe SINFONI na VLT) 22 spiral'nyh galaktik na krasnyh smesheniyah ot 0.6 do 1.56, Marko Barden obnaruzhil evolyuciyu nul'-punkta sootnosheniya TF v 1.5 na krasnom smeshenii 1.

Takzhe provodilis' nekotorye issledovaniya po issledovaniyu evolyucii sootnosheniya TF v fil'tre K. V rabote [Conselice et al.2005], provedennoi toi zhe gruppoi Nikol' Vogt, a takzhe v gotovyasheisya k publikacii rabote [Hammer 2005] po dannym vsego neskol'kih galaktik evolyucii sootnosheniya TF v fil'tre K ne bylo naideno. Takzhe bylo provedeno neskol'ko issledovanii sootnosheniya TF v skopleniyah. Milvang-'ensen v svoei kandidatskoi dissertacii [Milvang-Jensen PhD thesis] i v rabote [Milvang-Jensen et al. 2003] issledoval evolyuciyu sootnosheniya Talli-Fishera dlya 18 spiral'nyh galaktik v skopleniyah (nablyudeniya byli provedeny na spektrografe FORS2 teleskopa VLT). On, na urovne obnaruzhil poyarchenie nul'-punkta sootnosheniya TF primerno na odnu velichinu na krasnom smeshenii 1. V rabote zhe [Bamford 2005] byl obnaruzheno postoyannoe smeshenie TF v dalekih skopleniyah otnositel'no blizkih. Novye rezul'taty na nastoyashii moment dolzhny poyavit'sya vo-pervyh v svyazi s proektom DEEP2, rukovoditeli kotorogo obeshayut do 2000 krivyh vrasheniya dalekih galaktik. Takzhe seichas idet vypolnenie proekta [Flores et al. 2004] po polucheniyu polei skorostei dalekih galaktik na integral'nom spektrografe GIRAFFE (VLT). Na nastoyashii moment polucheny rezul'taty tol'ko dlya menee chem desyatka galaktik [Hammer 2005]. I konechno stoit vydelit' takzhe dannyi proekt, v kotorom bylo polucheno maksimal'noe na nastoyashii moment kolichestvo krivyh vrasheniya.

Chto kasaetsya teoreticheskih predskazanii evolyucii sootnosheniya TF, to s etim sushestvuyut bol'shie problemy, tak kak kosmologicheskie raschety s ogromnym trudom vosproizvodyat lokal'noe sootnoshenie TF ([Robertson et al. 2005], [Sommer-Larsen 2003], [Bullock et al. 2001] i pozhalui sami nuzhdayutsya v eksperimental'nyh dannyh, chem mogut dat' chetkie predskazaniya. Cootvetsvenno v nemnogih rabotah voobshe publikuyutsya kosmologicheskie raschety evolyucii sotnosheniya TF. Tak, nekotorye takie raboty predskazyvayut ego nebol'shuyu evolyuciyu [Steinmetz, Navarro 1999], nekotorye predskazyvayut pochti polnoe otsutstvie evolyucii [Bullock et al. 2001].

7.5. Rezul'taty i Obsuzhdenie

Itak, osnovnye vyvody iz poluchennyh nami grafikov 7.8, 7.9 i dr. sleduyushie: My deistvitel'no vidim evolyuciyu sootnosheniya Talli-Fishera. Tak na risunke 7.8 tochki na bol'shih krasnyh smesheniyah zametno smesheny otnositel'no lokal'nogo sootnosheniya TF - dalekie galaktiki yarche blizkih pri teh zhe skorostyah vrasheniya, ili to zhe samoe - dalekie galaktiki vrashayutsya medlennee, chem blizkie galaktiki toi zhe svetimosti. Prichem v srednem zametno, chto galaktiki, nahodyashihsya na promezhutochnyh krasnyh smesheniyah, raspolozheny blizhe k lokal'noi TF. Takzhe effekt zavisimosti otkloneniya tochek ot lokal'noi TF ot krasnogo smesheniya mozhet byt' legko proslezhen na grafike 7.9. On pokazyvaet, kak otklonenie ot lokal'nogo sootnosheniya TF dostigaet 2 velichin na krasnom smeshenii 1. approksimaciya lineinoi zavisimosti na etom grafike (bez nul'-punkta) daet evolyuciyu . Odnako pri analize grafikov vrode ris. 7.9 neobhodimo byt' kraine ostorozhnym po dvum osnovnym prichinam. Vo-pervyh, etot grafik v obshem imeet smysl, tol'ko esli naklon sootnosheniya Talli-Fishera ne izmenyaetsya so vremenem. A vo-vtoryh takoi grafik v ser'eznoi stepeni opredelyaetsya effektom Mal'mkvista t.e. tem, chto na raznyh krasnyh smesheniyah my vidim galaktiki raznyh svetimostei: tak na malen'kih krasnyh smesheniyah my vidim galaktiki malen'koi svetimosti, prosto potomu chto zdes' obzor pokryvaet malen'kii kosmologicheskii ob'em i obzor zdes' glubzhe, a na bol'shih krasnyh smesheniya my vidim preimushestvenno galaktiki bol'shih svetimostei. Poetomu zavisimost' na ris. 7.9 ne opisyvaet evolyucii otdel'nogo klassa galaktik.

Zametim, odnako, chto na grafike 7.8 mozhno uvidet', chto tochki na bol'shih krasnyh smesheniyah demonstriruyut slegka drugoi naklon po sravneniyu s lokal'noi TF. Etot slegka otlichayushiisya naklon legche uvidet' na grafike vs (dlya odnogo sreza po krasnomu smesheniyu) (ris. 7.10) Neevolyucioniruyushaya TF dolzhna byt' na etom grafike gorizontal'noi pryamoi prohodyashei cherez 0, a evolyuciya nul'-punkta dolzhna byt' prosto gorizontal'noi pryamoi. Takim obrazom, grafik (ris. 7.10)ochevidnym obrazom pokazyvaet, chto dlya bol'shih krasnyh smeshenii sootnoshenie Talli-Fishera imeet otlichnyi ot lokal'nogo naklon (lineinaya approksimaciya daet sleduyushee vyrazhenie ) Po suti zhe eto oznachaet, chto bolee massivnye (bystro vrashayushiesya) galaktiki na krasnom smeshenii demonstriruyut malen'kii sdvig otnositel'no lokal'nogo sootnosheniya TF, v to zhe vremya kak menee massivnye galaktiki v tom zhe diapazone krasnyh smeshenii sdvinuty znachitel'no (na 1-2-3 velichiny) otnositel'no lokal'nogo TF. Osobenno interesna zavisimost' grafika 7.10 ot krasnogo smesheniya - eto risunok 7.11. I na nem horosho vidno, chto na men'shih krasnyh smesheniyah sohranyaetsya ta zhe kartina, chto bolee massivnye galaktiki sidyat na lokal'noi TF, a menee massivnye smesheny otnositel'no nee. Prosto, na men'shih krasnyh smesheniyah etot perehod proishodit v oblasti men'shih mass. Takim obrazom, na kartinke yasno vidno, kak proishodit formirovanie lokal'nogo sootnosheniya TF - ono formiruetsya nachinaya s bolee massivnyh galaktik. Takzhe dlya ponimaniya etogo processa, stoit posmotret' na zavisimost' smesheniya otnositel'no lokal'noi TF i restframe U-V cveta. Eta zavisimost' dlya galaktik na krasnyh smesheniyah predstavlena na grafike 7.12. Na nei dostatochno chetko vidna korrelyaciya mezhdu velichinami (neparametricheskii test Spirmena daet znachimost' etoi korrelyacii v 99.99%). Takim obrazom, po nei vidno, chto galaktiki sil'nee smeshennye otnositel'no lokal'nogo sootnosheniya Talli-Fishera imeyut gorazdo bolee golubye cveta, chem te galaktiki, kotorye raspolozheny blizko k lokal'nomu sootnosheniyu TF. Etot fakt imeet vpolne ponyatnoe ob'yasnenie, esli schitat', chto po krainei mere chastichno, smeshenie otnositel'no lokal'nogo sootnosheniya TF vyzvano chistoi evolyuciei svetimosti molodogo zvezdnogo naseleniya (ved' nablyudaemoe nami sootnoshenie TF na krasnom smeshenii 0.7 yarche lokal'nogo), tak kak bolee goluboi cvet galaktiki znachit bolee molodoe zveznoe naselenie, i sootvetenno bol'shuyu evolyuciyu svetimosti s krasnogo smesheniya do nastoyashego vremeni.

Chto kasaetsya sravneniya etih rezul'tatov i rezul'tatov predydushih issledovanii, to naibolee adekvatno sravnenie s rabotami Nikol' Vogt, [Ziegler et al. 2002] i [Bohm et al. 2004]. Tak rezul'taty dannoi raboty blizhe vsego k rezul'tatam [Bohm et al. 2004]. Avtory v etoi rabote takzhe obnaruzhili poyarchenie sootnosheniya TF, prichem razlichnoe dlya galaktik raznoi massy. Takzhe v etoi rabote dlya izucheniya naklona sootnosheniya Talli-Fishera byla postroena zavisimost' vs (lineinaya approksimaciya iz etoi raboty pokazana preryvistoi liniei na ris. 7.10). Takim obrazom, nasha zavisimost' i zavisimost' iz [Bohm et al. 2004] sovpadayut v predelah oshibok, prichem tot fakt, chto nashi dannye demonstriruyut eshe bol'shii sdvig otnositel'no lokal'nogo sootnosheniya TF mozhet byt' svyazan s tem, chto nasha vyborka imeet mediannoe krasnoe smeshenie okolo 0.7, v to vremya kak v rabote [Bohm et al. 2004] mediannoe krasnoe smeshenie okolo 0.4.

Sravnivaya svoi rezul'tataty s rezul'tatami Nikol' Vogt po evolyucii sootnosheniya TF, my stalkivaemsya s temi zhe problemami, kak i vse ostal'nye gruppy issledovavshie evolyuciyu TF i nahodivshimi etu evolyuciyu (v otlichie ot Nikol' Vogt). No nekotoroe ob'yasnenie rashozhdenii dannoi raboty i rabot [Vogt et al. 1996], [Vogt 2001] mozhet byt' dano. Tak naprimer v rabote [Vogt et al. 1996] pokazyvaetsya otsutstvie evolyucii sootnosheniya TF na osnove 10 galaktik ravnomerno razbrosannyh ot krasnogo smesheniya 0 do 1. No ochevidno eta vyborka v ogromnoi stepeni podverzhena effektu Mal'mkvista. Tak na kazhdom krasnom smeshenii nablyudaetsya galaktika svoei svetimosti, t.e., galaktiki i fakticheski vyborka galaktik na bol'shih krasnyh smesheniyah soderzhit tol'ko galaktiki bol'shoi svetimosti, a na malen'kih krasnyh smesheniyah tol'ko galaktiki maloi svetimosti. Tak v vyborke [Vogt et al. 1996] Vse galaktiki na imeyut , a esli posmotret' na nashi ris 7.8, 7.10, to stanovitsya yasno, chto i nashi dannye tozhe predskazyvayut, chto takie galaktik budut lezhat' blizko k lokal'noi TF - prosto potomu, chto oni nahodyatsya na toi yarkoi chasti sootnosheniya TF, kotoraya na dannyh krasnyh smesheniyah uzhe sovpala s lokal'noi. Takzhe rassmatrivaya raboty Nikol' Vogt ([Vogt et al. 1996], [Vogt et al. 1997], [Vogt 2001]) stanovitsya ponyatno, chto izuchaemye imi vyborki sformirovany prosto sluchainym vyborom galaktik, i ne delaetsya nikakih popytok opredelit' to, kak sootnosyatsya ih vyborki galaktik so srednim naseleniem galaktik na sootvetsvuyushih krasnyh smesheniyah. Tak naprimer, eshe v rabote [Simard, Pritchet 1998] otmechalos', chto vyborki Nikol' Vogt yavlyayutsya smeshennymi v storonu bolee yarkih galaktik bolee rannego tipa, a uchityvaya obnaruzhennuyu nami korrelyaciyu mezhdu otkloneniem ot lokal'nogo sootnosheniya TF i restframe cvetom, mozhno ponyat', pochemu obnaruzhennym rezul'tatom Nikol' Vogt bylo polnoe otsutstvie evolyucii sootnosheniya TF.

Chto kasaetsya kosmologicheskogo analiza poluchennyh nami rezul'tatov, to eto, pozhalui, trebuet otdel'nogo issledovaniya s odnovremennym analizom ne tol'ko evolyucii sootnosheniya Talli-Fishera, no i evolyucii zvezdnyh mass, poverhnostnoi yarkosti diskov [Barden et al. 2005], funkcii svetimosti. Tak, naprimer, esli ob'edinit' poluchennyi nami rezul'tat o znachitel'nom poyarchenii sootnosheniya Talli-Fishera (na dve-tri velichiny na krasnom smeshenii 1) s rezul'tatom ob umerennom (men'she odnoi velichiny) uvelichenii poverhnostnoi yarkosti diskov ([Barden et al. 2005]), to stanovitsya yasno, chto chistaya evolyuciya svetimosti isklyuchitel'no za schet zvezdnogo naseleniya ne mozhet obespechit' nablyudaemuyu evolyuciyu v 2-3 velichiny. Tak chto odnim iz vozmozhnyh kosmologicheskih ob'yasnenii mozhet byt', naprimer, gipoteza o sushestvennoi pererabotke naseleniya diskovyh galaktik za poslednie 8 milliardov let v krupnyh merzhingah [Hammer et al. 2005], [Hammer 2005]. Odnako dlya polucheniya deistvitel'no nadezhnyh kosmologicheskih vyvodov neobhodimo provodit' detal'noe sravnenie vseh imeyushihsya u nas dannyh s razlichnym kosmologicheskimi modelyami. I eta rabota nam eshe predstoit.

---

<< 6. Modelirovanie i approksimaciya | Oglavlenie | 8. Zaklyuchenie >>

Publikacii s klyuchevymi slovami: zavisimost' Talli-Fishera - galaktiki Publikacii so slovami: zavisimost' Talli-Fishera - galaktiki
Sm. takzhe: Zvezdnye potoki v mestnoi Vselennoi Galaktika Sigara ot teleskopov "Habbl" i "Dzheims Vebb" "Glaza" v cepochke galaktik Markaryana NGC 4632: galaktika so spryatannym polyarnym kol'com M82: galaktika so sverhgalakticheskim vetrom NGC 3314: kogda galaktiki perekryvayutsya Prizrak Miraha Vse publikacii na tu zhe temu >>