Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод   по каталогу
 

Пекулярные галактики

В. А. Яковлева

Санкт-Петербургский государственный университетСодержание

Взаимодействующие галактики

Среднее расстояние между объектами в скоплениях галактик невелико и всего лишь раз в десять превышает размер типичной галактики, поэтому столкновения между галактиками - частое событие. Расстояния между звездами в галактике велики по сравнению с размерами звезд, поэтому при столкновении галактик звезды одной галактики проходят не сталкиваясь со звездами другой.

Скорости галактик в малых группах низки, поэтому взаимодействие галактик ведет к их слиянию. В больших группах галактики двигаются быстрее, что препятствует их слиянию. При этом могут не только возникнуть отдельные особенности, но и измениться такие их фундаментальные характеристики, как морфологический тип.

К началу 80-х годов XX века был накоплен большой наблюдательный материал и получены результаты численного моделирования, свидетельствующие в пользу того, что столкновения галактик приводят к существенным изменениям их структуры: изменяется морфологический тип, звездные и межзвездные компоненты существенно перестраиваются, при этом усиливаются процессы звездообразования и активность ядер галактик. Некоторые исследователи утверждают, что столкновения в прошлом оказали сильное влияние на большинство галактик.

Последствия взаимодействия или слияния наблюдаются и у одиночных галактик. Например, есть галактики с двойными или кратными ядрами, слившиеся галактики с приливными хвостами, галактики с полярными кольцами и другие экзотические объекты.

Существует большое количество обзоров, посвященных наблюдательным и теоретическим аспектам взаимодействия. Сошлемся на один из них, опубликованный на русском языке [3].

На рис. 3 представлено несколько взаимодействующих систем. Три из них (изображения а, в и г ), а также NGC4038-4039 (см. рис. 2, г ) являются хорошо известными взаимодействующими галактиками, которые различаются, по-видимому, лишь силой взаимодействия. Результаты численного моделирования показали, что приливные структуры в виде мостов и перемычек возникают при взаимодействии главного компонента с маломассивной галактикой. М51 (см. рис. 3, а) - хороший пример такого взаимодействия, хотя остается неясным, почему не наблюдается других признаков приливного взаимодействия у обоих компонентов. Возникновение хвостов имеет место при столкновении двух дисковых галактик, массы которых примерно равны.

Примерами подобных столкновений могут служить иррегулярная галактика NGC2207 (рис. 3, г), а также описанная раньше NGC4038-4039. В случае галактики "Колесо телеги" (рис. 3, в) центральная галактика взаимодействует с двумя маломассивными спутниками. Подобные структуры в виде расширяющихся колец могут возникать при прохождении компаньонов почти перпендикулярно плоскости центральной галактики. В зависимости от параметров столкновения возможны различные формы колец вплоть до открытых приливных спиралей.

На рис. 3, б представлена известнейшая группа галактик, получившая название "Квинтет Стефана". У четырех галактик лучевые скорости близки, да и внешний вид этой группы не оставляет сомнений в тесном взаимодействии.

Мы рассмотрели лишь только некоторые примеры взаимодействия галактик. Совершенно незатронутыми оказались аспекты взаимодействия, связанные с процессами звездообразования и активностью ядер галактик. Эти проблемы заслуживают отдельного рассмотрения, а мы остановимся лишь на одном классе довольно редких пекулярных объектов, демонстрирующих признаки взаимодействия или слияния с другой галактикой, - галактиках с полярными кольцами.

Галактики с полярными кольцами

По мнению многих астрономов, галактика NGC2685 (рис. 4, a) является пекулярнейшей из всех пекулярных. Главное тело этой галактики имеет веретенообразную форму. Примерно перпендикулярно большой оси галактики заметны темные полосы, которые продолжаются вне главного тела в виде светящихся колец. На глубоких снимках обнаруживается внешняя слабосветящаяся оболочка.

Совершенно неожиданными оказались результаты спектральных наблюдений. Наряду с вращением галактики вокруг малой оси, установленным по абсорбционным линиям, был обнаружен наклон эмиссионных линий при положении щели спектрографа вдоль малой оси галактики, что указывает на вращение газовых масс вокруг большой оси галактики. Наличие двух кинематических систем, вращающихся в ортогональных плоскостях, казалось невероятным. Кроме того, наблюдения в линии нейтрального водорода на длине волны 21 см показали присутствие двух кинематических систем, одна из которых связана с системой полярных колец, а вторая - с протяженной внешней оболочкой.

В 80-х годах были обнаружены еще несколько объектов, похожих на NGC2685. Их объединили в новый класс, получивший название "Галактики с полярными кольцами" (ГПК). Как могли возникнуть галактики с двумя ортогональными кинематическими подсистемами? Устойчива ли подобная конфигурация? Как часто встречаются подобные объекты и каковы их основные характеристики? Для ответа на эти вопросы нужны были новые данные наблюдений и теоретические исследования. В конце 70-х годов XX века в обсерватории Ленинградского университета были начаты наблюдения галактики NGC2685, а позднее и других объектов из класса ГПК.

В результате наших исследований [4] и работ других астрономов было установлено, что главное тело NGC2685 - это нормальная галактика типа S0, видимая почти с ребра. Средние показатели цвета светящихся колец характерны для показателей цвета спиральных ветвей галактик позднего типа. Полярные кольца имеют множество структурных деталей, в том числе зоны ионизованного водорода, сопутствующие областям звездообразования. Светлые кольца, проектируясь на главное тело галактики, переходят в темные полосы. Наличие темных полос естественно объясняется присутствием в кольцах пыли, которая экранирует излучение галактики. На присутствие пыли указывает и увеличение показателей цвета в области темных полос, и обнаружение поляризации излучения с направлением, совпадающим с направлением полос. Размер полярных колец меньше размера главного тела галактики, и по структуре (наблюдается несколько колец, лежащих в разных плоскостях) они отличаются от колец классических ГПК, для которых характерны геометрически тонкие, одиночные полярные кольца или диски (рис. 4, в, г).

Каковы сценарии образования ГПК? Рассматривается несколько возможностей:

1) аккреция вещества при сближении с межгалактическим облаком;

2) захват и погружение соседней карликовой галактики, богатой газом и пылью;

3) аккреция части вещества сблизившейся галактики вследствие приливного взаимодействия.

Для галактики NGC2685, скорее всего, подходит второй сценарий, а именно захват карликового спутника, хотя такое объяснение сталкивается с некоторыми трудностями. Что касается внешней слабосветящейся оболочки, то, вероятно, ее возраст больше полярного кольца и образовалась она либо в результате столкновения с межгалактическим облаком, либо сохранилась с эпохи формирования галактики.

На примере NGC2685 мы рассмотрели наиболее характерные черты класса ГПК. Особый интерес к ГПК вызван их необычной геометрией, позволяющей исследовать пространственную структуру гравитационного потенциала центральной галактики. Первый каталог ГПК, кандидатов в ГПК и связанных объектов [5] был опубликован в 1990 году, и в него вошли более 150 объектов, разбитые на четыре группы.

К категории A были отнесены всего лишь шесть галактик, для которых к моменту составления каталога имелись спектральные свидетельства присутствия двух ортогональных кинематических систем. Светящееся полярное кольцо является плоским образованием, размер которого сравним с размером главной S0-галактики. В настоящее время еще четыре объекта могут быть отнесены к этой группе. Два изображения классических ГПК приведены на рис. 4, б, в.

Группу B составили так называемые хорошие кандидаты. Мы видим галактики в проекции на картинную плоскость, и из-за ориентации центральной S0-галактики и ориентации полярного кольца в пространстве в некоторых случаях внешний вид ГПК может совпасть с внешним видом нормальных галактик, например со спиральными галактиками, видимыми с ребра. Окончательное заключение о принадлежности галактик этой группы к ГПК должны дать сведения о кинематике, которые можно получить из спектральных наблюдений.

К группам C и D относятся возможные кандидаты и галактики с особенностями, которые можно объяснить наличием полярных колец, невидимых по каким-то причинам.

Рассмотрим еще два примера галактик из каталога ГПК. Галактика NGC3808 B (рис. 4, г ) является галактикой с формирующимся полярным кольцом. Это один из компонентов взаимодействующей системы. По внешнему виду эта система напоминает М51, рассмотренную нами ранее. Спиральная ветвь от главного компонента взаимодействующей системы обвивается вокруг компаньона. В результате перетекания вещества мы наблюдаем формирование полярного кольца. Наши спектральные наблюдения показывают, что главное тело галактики вращается вокруг малой, в то время как материя обвивающей ветви вращается вокруг большой оси галактики, как в случае классических ГПК.

Другая галактика - NGC2748 была включена в группу C каталога ГПК. Наши фотометрические и спектральные наблюдения показали, что она является спиральной галактикой позднего типа. Диффузные образования, вытянутые вдоль малой оси, и другие особенности являются результатом аккреции на нормальную галактику богатого газом карликового спутника. Эта галактика является членом группы из 11 галактик, что не противоречит предположению о захвате спутника. Галактику NGC2748 можно назвать галактикой с несостоявшимся полярным кольцом. По-видимому, условия взаимодействия галактик не позволили сформироваться устойчивому кольцевому образованию в полярной плоскости главной галактики.

ГПК - редкие объекты. Согласно данным каталога [5], полярные кольца наблюдаются всего лишь у 0,5% галактик типа S0. Как уже отмечалось, предполагается, что возникновение их связано с взаимодействием или даже слиянием галактик. Подтверждением этого предположения являются результаты численного моделирования. Рассматриваются разные модели. Например, было рассчитано взаимодействие галактики, богатой газом, с галактикой раннего типа (S0), в результате которого у последней возникло полярное кольцо [3]. Однако пока еще результаты модельных расчетов не могут объяснить всего многообразия наблюдаемых фактов.

Литература

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. Р. 1-20.

3. Решетников В.П., Сотникова Н.Я. Взаимодействующие галактики: наблюдения и теоретические аспекты // Астрофизика. 1993. Т. 36, вып. 3. С. 435-490.

4. Макаров В.В., Решетников В.П., Яковлева В.А. Детальная фотометрия галактики с полярными кольцами NGC2685 // Там же. 1989. Т. 30, вып. 1. С. 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.

Рецензент статьи А.В. Засов

Назад

Публикации с ключевыми словами: галактики - взаимодействующие галактики - Млечный Путь - Межзвездная среда - межгалактический газ - горячий межгалактический газ - звездное скопление - Эволюция звезд - Галактика
Публикации со словами: галактики - взаимодействующие галактики - Млечный Путь - Межзвездная среда - межгалактический газ - горячий межгалактический газ - звездное скопление - Эволюция звезд - Галактика
См. также:
Все публикации на ту же тему >>

Оценка: 2.6 [голосов: 34]
 
О рейтинге
Версия для печати Распечатать

Астрометрия - Астрономические инструменты - Астрономическое образование - Астрофизика - История астрономии - Космонавтика, исследование космоса - Любительская астрономия - Планеты и Солнечная система - Солнце


Астронет | Научная сеть | ГАИШ МГУ | Поиск по МГУ | О проекте | Авторам

Комментарии, вопросы? Пишите: info@astronet.ru или сюда

Rambler's Top100 Яндекс цитирования