Oglavlenie

---

Ob ierarhicheskoi koncepcii formirovaniya galaktik.

Chtoby ponyat' mehanizm vozmozhnoi svyazi mezhdu svoistvami vidimogo i temnogo veshestva, sleduet imet' nekotoroe predstavlenie o processah formirovaniya i evolyucii galaktik. V nastoyashee vremya prinyat tak nazyvaemyi ierarhicheskii scenarii formirovaniya galaktik. Soglasno etomu scenariyu vse ob'ekty v nashei Vselennoi byli sformirovany putem sliyaniya struktur temnoi materii vo vse bol'shie i bol'shie edinicy. V modeli Holodnogo Temnogo Veshestva (CDM) osnovnuyu massu slivayushihsya struktur sostavlyala nebarionnaya besstolknovitel'naya materiya, kotoraya evolyucionirovala pod deistviem gravitacii iz iznachal'no gaussovskogo raspredeleniya pervichnyh vozmushenii v lineinye fluktuacii, kotorye stanovilis' po amplitude vse bol'she i bol'she, posle chego stali nelineinymi i smenili rasshirenie na szhatie, kollaps ostanovilsya, kogda sistema virializovalas'. Temnaya besstolknovitel'naya materiya byla iznachal'no peremeshana s barionnym veshestvom, kotoroe evolyucionirovalo vmeste s nei. Kogda kollaps temnoi sostavlyayushei ostanovilsya, barionnoe veshestvo prodolzhalo kollapsirovat', plotnost' ego vozrosla, i stalo vozmozhnym radiativnoe ohlazhdenie, na etoi stadii process uskorilsya, i bariony dinamicheski otdelilis' ot temnoi sostavlyayushei, fragmentiruya v samogravitiruyushih gazovyh kompleksah vnutri protogalaktik. Gravitacionnyi potencial galo reguliroval padenie kompleksov na central'nye bolee plotnye oblasti sistemy. Prilivnoi vrashayushii moment, proishodyashii iz akkrecii massy galo, oblaka takim obrazom, chto oni v zavisimosti ot velichiny uglovogo momenta i ot ryada drugih faktorov, kollapsirovali, formiruya libo disk, libo sferoidal'nuyu komponentu. V central'nyh oblastyah plotnost' dostigala poroga zvezdoobrazovaniya, kotoroe v posleduyushee vremya stalo igrat' bol'shuyu rol' v evolyucii galaktik.

S poyavleniem chislennogo modelirovaniya stalo vozmozhnym ne tol'ko vossozdanie processov ierarhicheskogo , no i udalos' prodvinut'sya v ponimanii struktury obrazovavshihsya temnyh galo. Naibolee interesnym svoistvom model'nyh galo, sformirovavshihsya putem ierarhicheskogo sliyaniya, yavlyaetsya samopodobie: iz modelirovaniya sleduet, chto profili plotnosti galo dolzhny otnosit'sya k odnoparametricheskomu semeistvu krivyh (formy profilei plotnosti temnyh galo zavisyat ot odnogo parametra - parametra koncentracii, a ostal'nye parametry opredelyayut masshtab krivoi &rho(x)).

Vid profilya byl poluchen v rabotah Navarro, Frenk & White (NFW) i imeet sleduyushii vid:

gde M_vir i R_vir - virial'nye massa i radius, x - normirovannaya radial'naya koordinata x = r/R_vir , c- parametr koncentracii, a g=[ln(1+c)-c/(1+c)]^-1.

Ierarhicheskii scenarii, kak i lyubaya drugaya koncepciya, imeet svoi plyusy i minusy. Odnim iz vazhneishih dostizhenii etoi koncepcii yavlyaetsya uspeshnaya simulyaciya nablyudaemogo raspredeleniya galaktik (sm. risunok 3, V. Springel, C. S. Frenk, S. D. M. White (2006)).

V pol'zu ierarhicheskogo scenariya takzhe svidetel'stvuet rabota Abadi et al (2006), v kotoroi s pomosh'yu kosmologicheskogo modelirovaniya udalos' vosproizvesti takuyu strukturu, kak protyazhennoe zvezdnoe galo, nablyudaemoe vokrug galaktik. Kosvennoe podtverzhdenie spravedlivosti ierarhicheskogo scenariya mozhno naiti takzhe v stat'e Aparicio, Tikhonov i Karachentsev (2000), gde na primere karlikovoi nepravil'noi galaktiki DDO187 proveryaetsya sledstvie ierarhicheskogo scenariya, zaklyuchayusheesya v tom, chto v karlikovyh galaktikah, kak v pervichnyh ob'ektah, dolzhno byt' staroe zvezdnoe naselenie, raspredelennoe v protyazhennoi sostavlyayushei. Avtory, odnako, govoryat o tom, chto dlya podtverzhdeniya ih vyvodov trebuyutsya dopolnitel'nye nablyudeniya.

Nesmotrya na to, chto kosmologicheskoe modelirovanie pozvolilo poluchit' krupnomasshtabnuyu strukturu Vselennoi, soglasuyushuyusya s nablyudeniyami, na masshtabah, sopostavimyh s masshtabami galaktik, ierarhicheskaya koncepciya natalkivaetsya na ryad protivorechii. Ryad vyvodov, sleduyushih iz etoi koncepcii, ne podtverzhdayutsya nablyudeniyami. Odno iz protivorechii zaklyuchaetsya v nesootvetstvii formy real'nogo profilya plotnosti galo teoreticheski predskazannomu (profilyu NFW). Raspredelenie plotnosti, sleduyushee iz teorii, imeet central'nyi pik, v to vremya kak profil' plotnosti, sleduyushii iz nablyudenii, skoree imeet vid psevdoizotermicheskoi sfery s yadrom postoyannoi plotnosti v centre (risunok 4 illyustriruet sootvetstvuyushee rashozhdenie nablyudaemoi i model'noi krivoi vrasheniya na primere galaktiki DDO 47).

Eto protivorechie bylo podtverzhdeno v rabotah celogo ryada avtorov (sm., naprimer, Spano et. al. (2008), de Blok et al (2008), Trott, Webster (2002), Plana et al (2009), Burkert (1997), Salucci, Martins (2009) i dr.). Vozmozhnost' togo, chto nablyudaemyi profil' plotnosti galo ne sootvetstvuet model'nomu vsledstvie neopredelennostei v razdelenii krivoi vrasheniya na komponenty, mozhet byt' s uverennost'yu otvergnuta, poskol'ku teoreticheski predskazannyi profil' ne soglasuetsya dazhe s profilyami plotnosti, poluchennymi pri predpolozhenii o prenebrezhimo malom vklade diska (v sluchae karlikovyh i LSB galaktik). Podtverzhdenie etomu vyvodu mozhno naiti v sleduyushih rabotah: Cote, Carignan, Freeman (2000), gde proizvoditsya modelirovanie massy karlikovyh galaktik, i v stat'e Rachel Kuzio de Naray, Stacy S. McGaugh, W.J.G. de Blok (2008), v kotoroi modeliruyutsya krivye vrasheniya LSB galaktik. Ryadom avtorov takzhe byli issledovany vozmozhnye modifikacii, kotorye priveli by k luchshemu sootvetstviyu mezhdu model'nymi i nablyudaemymi krivymi vrasheniya. V chastnosti, v rabote Chiara Tonini (2009) v hode modelirovaniya dinamicheskih svoistv galo v fazovom prostranstve bylo vyyavleno, chto v rezul'tate vzaimodeistviya mezhdu temnym galo i barionnym veshestvom mozhet proizoiti izmenenie formy profilya galo, a imenno prevrashenie central'nogo pika v yadro. Stoit otmetit', chto protivorechie nablyudenii i kosmologicheskogo modelirovanie ne svoditsya tol'ko lish' k rashozhdeniyu povedeniya central'nyh oblastei profilei plotnosti. Kak bylo pokazano v stat'e McGaugh et al (2007), model' CDM predskazyvaet plotnosti galo, kotorye v principe bol'she real'no nablyudaemyh. Avtory prishli k takomu vyvodu, ishodya iz sopostavleniya vkladov temnogo galo v krivye vrasheniya, poluchennyh na srednih radiusah so znacheniyami, sleduyushimi iz modelirovaniya CDM.

Pomimo trudnostei s raspredeleniyami massy temnogo galo v galaktikah, u ierarhicheskih modelei est' i drugie rashozhdeniya s nablyudeniyami. K nim otnositsya problema chisla karlikovyh sputnikov - ierarhicheskii scenarii predskazyvaet slishkom bol'shoe kolichestvo karlikovyh galaktik - sputnikov, po sravneniyu s tem, chto real'no nablyudaetsya. Takzhe iz kosmologicheskih modelei sleduet nizkii uglovoi moment barionnoi materii (t.e. gaza, iz kotorogo formirovalis' zvezdnye komponenty galaktik), i sootvetstvenno slishkom malen'kie razmery diskov galaktik po sravneniyu s nablyudeniyami, i ryad drugih problem.

Znanie scenariya formirovaniya galaktik, nesomnenno, pomozhet nam prodvinut'sya v ponimanii vozmozhnyh svyazei mezhdu svoistvami temnogo galo i vidimogo veshestva. Ved' esli eti svyazi deistvitel'no prisutstvuyut, to ih istochnik nuzhno iskat' imenno v processah sovmestnoi evolyucii vidimogo i temnogo veshestva. Odnako stoit pomnit' o tom, chto ierarhicheskaya koncepciya imeet ryad problem s interpretaciei nablyudenii i trebuet modifikacii, poetomu nuzhno rassmatrivat' ee kak nekotoryi variant koncepcii formirovaniya galaktik.

Publikacii s klyuchevymi slovami: temnaya materiya - galaktiki Publikacii so slovami: temnaya materiya - galaktiki
Sm. takzhe: Galaktika Sigara ot teleskopov "Habbl" i "Dzheims Vebb" "Glaza" v cepochke galaktik Markaryana Velichestvennaya spiral'naya galaktika NGC 1232 NGC 4632: galaktika so spryatannym polyarnym kol'com M82: galaktika so sverhgalakticheskim vetrom NGC 3314: kogda galaktiki perekryvayutsya Temnaya materiya v modeli Vselennoi Vse publikacii na tu zhe temu >>