po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu

Pryamye nablyudeniya, svidetel'stvuyushie o nalichii akkrecii i ottoka gaza

Ottok gaza

Nablyudaemyh podtverzhdenii nalichiya akkrecii ili ottoka gaza iz galaktik v nastoyashee vremya nemnogo. Diffuznoe teplovoe rengenovskoe izluchenie predostavlyaet unikal'nuyu vozmozhnost' otsledit' akkreciyu ili ottok gaza v okrestnostyah galaktik so zvezdoobrazovaniem, a takzhe vzaimodeistvie takih galaktik s mezhgalakticheskoi sredoi. Tak, nablyudeniya s rengenovskogo sputnika Chandra 10 galaktik, vidimyh prakticheski s rebra (7 iz nih — galaktiki so vspyshkoi zvezdoobrazovaniya, a 3 — normal'nye galaktiki) pokazali, chto bol'shinstvo galaktik so vspyshkoi zvezdoobrazovaniya odnoznachno obnaruzhivaet nalichie ottoka gaza (ris. 30), Striklend i dr. [77]. V to zhe vremya goryachii gaz za predelami diska byl naiden lish' u odnoi normal'noi (t.e. bez vspyshki SF) galaktiki iz treh (Striklend, [78]) — NGC 891 (ris. 31) i priroda etogo izlucheniya poka ne vpolne yasna, tak chto Striklend zadaetsya voprosom, est' li voobshe za predelami diskov normal'nyh galaktik teplyi i goryachii ionizovannyi gaz, radioizluchenie, zametnoe kolichestvo pyli ili zhe izluchenie prosto slishkom slabo, chtoby vse eto mozhno bylo obnaruzhit'.

Ris. 30: Sostavnye ``false color'' izobrazheniya 10 vidimyh s rebra galaktik: so vspyshkoi zvezdoobrazovaniya — M82 (a), NGC 1482 (b), NGC 253 (c), NGC368 (d), NGC 3079 (e) i (k), NGC 4959 (f), NGC 4631 (g) i normal'nyh — NGC 6503 (h), NGC 891 (i) i NGC 4244 (j). Razmer izobrazhenii (a)-(j) sostavlyaet 20h20kps, izobrazheniya (k) — 40h40kps. Izluchenie v linii H_α pokazano krasnym cvetom, v optike (R-polosa) — zelenym, a v myagkom rentgene v diapazone 0.3-2.0 keV — sinim  [77].

Ris. 31: Rentgenovskie izobrazheniya Chandra i opticheskie izobrazheniya normal'noi galaktiki NGC 891, vidimoi s rebra [79].

Hotya Striklend i dr. [77, 79] otnosyat NGC 891 k normal'nym galaktikam bez vspyshki zvezdoobrazovaniya, Oosterloo i dr. [80] prihodyat k vyvodu, chto zametnaya chast' nablyudaemogo u NGC 891 protyazhennogo HI galo u mozhet byt' veshestvom galakticheskih fontanov, chto predpolagaet nalichie aktivnogo zvezdoobrazovaniya.

Trudnost' obnaruzheniya akkrecii mozhet byt' svyazana s tem, chto akkreciruyushee veshestvo peremeshivaetsya s veshestvom galakticheskih fontanov, kotoroe vybrasyvaetsya iz diska (ris. 32).

Ris. 32: Gaz iz galakticheskih fontanov vyletaet iz diska i smetaet gaz galo do togo, kak oblako poteryaet chast' svoego uglovogo momenta i vernetsya v disk  [81].

Krupnomasshtabnaya struktura Vselennoi. Ne svyazannyi s galaktikoi gaz

Argument v pol'zu sushestvovaniya akkrecii daet kosmologicheskoe modelirovanie formirovaniya galaktik: teoriya pokazyvaet, chto iznachal'no odnorodno raspredelennoe veshestvo vo Vselennoi dolzhno bylo skollapsirovat' v set' pustot i filamentov i, kak schitaetsya, po filamentam na galaktiki mozhet akkrecirovat' veshestvo. Na risunke 33 pokazana peremychka iz goryachego gaza mezhdu dalekimi skopleniyami, po-vidimomu, yavlyayushayasya elementom seti.

Ris. 33: Rentgenovskoe 0,5-2,0kEv izobrazhenie Abell222 i Abell223. Horosho viden filament, svyazyvayushii dva massivnyh skopleniya [83].

Chislennoe modelirovanie takzhe uspeshno vosproizvodit etu set' filamentov (sm. ris. 34).

Ris. 34: Kosmicheskaya barionnaya set': (a) — prostranstvennoe raspredelenie teplo-goryachego gaza s T = 10⁵ − 10⁷ K na z = 0. Krasnye tochki v centrah zheltyh ``uzlov'' — galaktiki. (b) i (c) — prostranstvennoe raspredelenie logarifmov plotnosti i temperatury gaza na nebol'shom uchastke kosmicheskoi barionnoi seti [84].

Schitaetsya, chto gaz v filamentah goryachii, odnako Arasil i dr. [82], izuchaya neskol'ko galakticheskih skoplenii Eibella, ne nashli ubeditel'nyh dannyh v pol'zu sushestvovaniya teplogo ili goryachego gaza v filamentah: gaz v izuchenyh imi filamentah okazalsya otnositel'no holodnym i fotoinizovannym.

Tanaka i dr. [85] predstavili spektroskopicheskoe podtverzhdenie sushestvovaniya gigantskoi uporyadochennoi struktury vokrug skopleniya CL0016 s krasnym smesheniem z = 0.55 (sm. ris. 35).

Ris. 35: Raspredelenie spektroskopicheskih ob'ektov [85]. Krasnymi kruzhochkami pokazany galaktiki s krasnym smesheniem 0.530 < z < 0.565. Sinimi tochkami pokazany galaktiki s krasnymi smesheniyami, vyhodyashimi za ramki etogo intervala. Gruppy galaktik na krasnyh smesheniyah skopleniya CL0016 pokazany strelkami.

V nekotoryh E/S0 galaktikah obnaruzhen gaz, kolichestvo kotorogo ne svyazano ni so svetimost'yu, ni s vozrastom zvezdnogo naseleniya. Akkreciya mezhgalakticheskogo veshestva mozhet igrat' vazhnuyu rol' v formirovanii protyazhennogo HI galo v galaktike NGC 891, t.k. v nem nablyudaetsya veshestvo, kotoroe dvizhetsya s otstavaniem. Krome togo, v NGC 891 obnaruzhen filament protyazhennost'yu poryadka 22 kps (ris. 37, sleva), raspolozhennyi prakticheski perpendikulyarno po otnosheniyu k disku, i dva oblaka s anomal'nymi skorostyami, kotorye ne mogut byt' vybrosheny iz galaktiki, t.k. vrashayutsya v protivopolozhnuyu storonu so skorostyami ~50 km/sek i ~90 km/sek (ris. 36)  [80,81].

Ris. 36: Oblaka ``zapreshennogo gaza'' (``forbidden gas'') v NGC 891, vrashayushiesya v protivopolozhnuyu storonu. Eti izolirovannye ot galaktiki ob'ekty pokazany strelkami [81].

Oni yavlyayutsya naibolee yarkimi svidetel'stvami nalichiya akkrecii. Analogichnye oblaka, kotorye nazyvayut ``zapreshennym gazom'' (``forbidden gas''), obnaruzheny takzhe v galaktikah NGC 4559, NGC 5746 i NGC 6946 [81].

Fraternali [81] predlozhil dva metoda obnaruzheniya ekstra-planarnogo gaza: sravnenie opticheskogo izobrazheniya galaktiki s izobrazheniem HI i izuchenie skorosti vrasheniya gaza, poisk komponenty, kotoraya dvizhetsya s inymi skorostyami, chem disk (ris. 37, 38).

Ris. 37: Dva metoda obnaruzheniya ekstra-planarnogo gaza: sleva — polnaya karta HI (sinie kontury), nalozhennaya na opticheskoe izobrazhenie (oranzhevyi) vidimoi s rebra galaktiki NGC 891. Ekstra-planarnyi gaz okruzhaet galakticheskii disk i zametno otdelen ot nego, v pravom verhnem uglu viden filament, kotoryi vydaetsya na 20 kpk. Sprava — izmerennaya vdol' bol'shoi osi skorost' vrasheniya NGC 2403. Ekstra-planarnyi gaz kinematicheski otdelen ot diska (krivaya vrasheniya diska pokazana belymi tochkami), nablyudaetsya slabaya komponenta, kotoraya vrashaetsya medlennee diska [81].

Ris. 38: HI filament v NGC 2403: sleva opticheskoe izobrazhenie galaktiki, nalozhennoe na kartu HI (kontury), sprava — filament dlinoi 8 kpk, kinematicheski (na velichinu ~90 km/sek) otdelennyi ot normal'nogo diska [81].

Akkreciya teplogo gaza iz galo

Putman i dr [86] rassmotreli eshe odnu gipotezu vozniknoveniya ``goryuchego'' dlya podderzhaniya nablyudaemyh tempov zvezdoobrazovaniya v galaktikah. Oni predpolozhili, chto raz v galakticheskih galo ne nablyudaetsya oblakov holodnogo gaza (bolee togo, chislennoe modelirovanie pokazyvaet, chto vo vremya dvizheniya oblaka holodnogo gaza v galo bystro razrushayutsya pri vzaimodeistvii s veshestvom galo), to holodnyi gaz mozhet obrazovyvat'sya na granice galo i diska pri ohlazhdenii teplogo gaza. Nablyudeniya nashei Galaktiki vyskazyvayutsya v pol'zu etoi teorii: Putman i dr. [86] obnaruzhili svidetel'stva akkrecii teplogo veshestva na nashu Galaktiku (ris. 41(a)) i sushestvovanie malen'kih holodnyh oblakov na granice galo i diska (ris. 41(b)).

Ris. 39: Dannye nablyudenii nashei Galaktiki: (a) — srednyaya skorost' po vsem nablyudeniyam H_α WHAM na b > 70^o (vverhu) i b < −70^o (vnizu). Smeshenie v storonu otricatel'nyh skorostei na obeih panelyah svidetel'stvuet o padenii na Galaktiku teplogo veshestva. (b) — malen'kie holodnye oblaka HI na granice galo i diska. [86].

Vysokoskorostnye dinamicheskie oblaka

Pryamym svidetel'stvom nalichiya akkrecii gaza yavlyaetsya sushestvovanie vysokoskorostnyh dinamicheski obosoblennyh oblakov HI (HVCs).

Ris. 40: Karta raspredeleniya akkreciruyushego HI otnositel'no galakticheskogo diska (po B. Wakker, University of Wisconsin) [87].

V 1972 godu Larson pervym predpolozhil, chto ``goryuchim'' dlya podderzhaniya zvezdoobrazovaniya mogut byt' vysokoskorostnye oblaka HI, u kotoryh nablyudayutsya anomal'nye skorosti po otnosheniyu k differencial'nomu vrasheniyu Galaktiki. Chtoby otvetit' na vopros o prirode HVCs (yavlyayutsya li oni kosmologicheskimi reliktami — produktami prilivnogo vzaimodeistviya s blizkimi karlikovymi galaktikami ili zhe oni obrazovalis' iz gaza, pokinuvshego galaktiku v rezul'tate vzryvov sverhnovyh), nuzhno, v chastnosti, opredelit' ih metallichnost'. V nastoyashee vremya izvestna metallichnost' vsego lish' neskol'kih HVCs, ona lezhit v predelah 0.1 Z_sun < Z < 0.5 Z_sun, poluchaetsya, chto vysokoskorostnye oblaka po krainei mere v 10-30 raz bolee metallichnye, chem dSphs Mestnoi Gruppy, i poetomu prirodu oblakov trudno ob'yasnit' chistoi akkreciei. Rasstoyanie do bol'shinstva HVCs nashei Galaktiki tozhe poka ne opredeleno [88]. Nablyudeniya vysokoskorostnyh oblakov pokazyvayut, chto oni mogut obespechit' akkreciyu holodnogo gaza so skorost'yu poryadka 0.2 M_sun/god [89], a t.k. tempy akkrecii, neobhodimye dlya podderzhaniya nablyudaemyh tempov zvezdoobrazovaniya, sostavlyayut 1 M_sun/god, to nuzhno (pomimo HVCs) iskat' drugie istochniki pritoka holodnogo gaza v galaktiki.

V nastoyashee vremya vysokoskorostnye oblaka HI obnaruzheny v nashei Galaktike i v nekotoryh drugih spiral'nyh galaktikah. Izuchaya spiral'nuyu galaktiku NGC 6946,

Ris. 41: (a) — opticheskoe izobrazhenie NGC 6946, (b) — izobrazhenie HI v tom zhe masshtabe [90].

Boosma i dr. [90] obnaruzhili bol'shoe kolichestvo HVCs, skorosti kotoryh otnositel'no galaktiki dostigayut 100 km/sek. Bol'shinstvo oblakov vysokoskorostnogo gaza nablyudaetsya v oblasti yarkih vnutrennih chastei opticheskogo diska galaktiki, oblaka vrashayutsya v tom zhe napravlenii, chto i disk, no neskol'ko otstayut ot nego. Pohozhim obrazom vedut sebya HI galo i v drugih blizkih galaktikah (NGC 891 i NGC 2403), a takzhe v nashei Galaktike. Nalichie HVCs svidetel'stvuet o nedavnem prilivnom vzaimodeistvii ili malom merzhinge [90].

Priroda obrazovaniya HVCs poka ne yasna. Binnei i dr. [91] prishli k zaklyucheniyu, chto vysokoskorostnye holodnye oblaka, nablyudaemye vokrug Mlechnogo Puti i nekotoryh drugih diskovyh galaktik, ne mogut byt' rezul'tatom teplovyh neustoichivostei goryachego veshestva galakticheskoi korony. Takzhe ni odna iz stacionarnyh modelei Dzhinsa ne mozhet vosproizvesti vse nablyudaemye kinematicheskie harakteristiki ekstra-planarnogo gaza [92], t.e. dvizhenie oblakov ne yavlyaetsya chisto ballisticheskim i stolknoveniya mezhdu oblakami i koronal'nym gazom, a takzhe, vozmozhno, obmen massoi mezhdu nimi, igrayut vazhnuyu dinamicheskuyu rol'.

Versiya dlya pechati