Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Sotrudniki GAISh MGU razrabotali effektivnuyu metodiku issledovaniya dalekih galaktik
16.11.2011 13:00 | N. Yu. Podorvanyuk/GAISh MGU

Astrofizicheskie ob'ekty nevozmozhno neposredstvenno potrogat' ili zadeistvovat' v eksperimentah. Ob ih fizicheskih svoistvah ili rasstoyanii do nih mozhno sudit' ili po pryamym nablyudeniyam, ili po nekotorym kosvennym priznakam. Tak, amerikanskii astronom Edvin Habbl, kogda pisal svoyu znamenituyu stat'yu Svyaz' mezhdu rasstoyaniem i luchevoi skorost'yu vnegalakticheskih tumannostei, iz kotoroi sledovalo, chto Vselennaya rasshiryaetsya, dlya opredeleniya rasstoyanii do dalekih galaktik ispol'zoval peremennye zvezdy - cefeidy. Otnositel'no etih zvezd izvestna zavisimost' period - svetimost', poetomu esli s pomosh'yu nablyudenii mozhno uznat' period kolebaniya bleska zvezdy, to iz nego mozhno opredelit' snachala svetimost', a zatem i rasstoyanie do nee i, sledovatel'no, do vsei galaktiki.

Etot vazhnyi vyvod, za kotoryi v 2011 godu byla prisuzhdena Nobelevskaya premiya, takzhe byl sdelan uchenymi v rezul'tate issledovanii dalekih galaktik, a dlya opredeleniya rasstoyanii do nih ispol'zovalis' sverhnovye tipa Ia, kotorye obladayut svoistvom standartnoi svechi, t. e. imeyut primerno odinakovuyu svetimost' v maksimume bleska.

No daleko ne vo vseh nablyudaemyh galaktikah vidny takie mayaki, kak cefeidy ili sverhnovye Ia. Sovremennye teleskopy pozvolyayut obnaruzhivat' galaktiki na takih ogromnyh rasstoyaniyah, chto ves'ma zatrudnitel'no ne tol'ko issledovat' strukturu, no i fiksirovat' dazhe takie moshnye vybrosy energii, kak vzryv sverhnovoi, ne govorya uzh o tom, chtoby izuchat' cefeidy. Izobrazhenii dalekih galaktik, poluchennyh nazemnymi teleskopami, okazyvaetsya nedostatochno dlya opredeleniya ih morfologicheskih tipov i ocenki rasstoyanii do nih. Eti zadachi trebuyut privlecheniya dopolnitel'nyh dannyh, takih kak pryamye izobrazheniya i spektral'nye nablyudeniya vysokogo razresheniya, poluchennye pri pomoshi kosmicheskogo teleskopa. No v nastoyashee vremya astronomam izvestny mnogie milliony galaktik - ponyatno, chto fizicheski nevozmozhno pronablyudat' kazhduyu iz nih na kosmicheskom teleskope Habbl. Takaya ideya, v chastnosti, vyskazyvalas' eshe Edvinom Habblom (E. Hubble, The Realm of the Nebulae. Oxford University Press, 1936); vo vtoroi polovine XX veka ona poluchila podtverzhdenie. V 1999 godu na osnove nablyudenii poryadka 1000 galaktik na kosmicheskom teleskope imeni Habbla astronomy postroili diagrammu, svyazavshuyu cveta galaktik, ih morfologicheskie tipy, svetimost' i drugie parametry. A v 2001 godu byli predstavleny rezul'taty bolee masshtabnoi raboty, kogda gruppa uchenyh vo glave s Iskroi Stratevoi (Germaniya) opublikovala rezul'taty analiza pochti 150 000 izobrazhenii galaktik, poluchennyh v hode obzora Sloan Digital Sky Survey (SDSS).

Dlya etih galaktik byla postroena diagramma, svyazavshaya pokazateli cveta galaktiki v optike (ispol'zovalas' raznost' potokov v fil'tre g, t.e. zelenaya oblast' spektra, i r, krasnaya oblast' spektra) so svetimost'yu galaktiki. Na etoi diagramme byli vyyavleny dve chetkie oblasti. Pervaya -- krasnaya posledovatel'nost' (Red sequence), kotoruyu v osnovnom sostavlyayut bolee starye galaktiki, ellipticheskie i linzovidnye, gde net oblastei tekushego zvezdoobrazovaniya. Drugaya oblast' -- sinee oblako (Blue cloud), kotoruyu naselyayut v osnovnom bolee molodye spiral'nye galaktiki, gde zvezdoobrazovanie proishodit i v nastoyashee vremya.

Odnako dlya polnocennoi klassifikacii galaktik etu diagrammu ispol'zovat' nel'zya po celomu ryadu prichin. Ona ne daet odnoznachnogo sootvetstviya mezhdu polozheniem galaktiki na diagramme (t. e. cvetom galaktiki i ee yarkost'yu) i ee morfologicheskim tipom (naprimer, obychno spiral'nye galaktiki srednih razmerov imeyut goluboi cvet, no vse zhe inogda sredi nih vstrechayutsya i krasnye ob'ekty). V celom okolo 25% galaktik na krasnoi posledovatel'nosti yavlyayutsya spiral'nye, v t. ch. vidimymi s rebra, hotya osnovnaya massa takih galaktik nahoditsya v sinem oblake: ih cveta krasneyut za schet poglosheniya izlucheniya kosmicheskoi pyl'yu. K tomu zhe sinee oblako imeet oblast' peresecheniya s krasnoi posledovatel'nost'yu: tuda popadayut galaktiki, v kotoryh zvezdoobrazovanie zavershilos' po galakticheskim merkam sovsem nedavno - neskol'ko sot millionov let nazad.

Chtoby izbezhat' etih problem, rossiiskie astronomy Igor' Chilingaryan i Ivan Zolotuhin, pomimo GAISh MGU rabotayushie v Garvard-Smitsonianskom astrofizicheskom centre (SShA) i Parizhskoi observatorii (Franciya) sootvetstvenno, sdelali takuyu diagrammu ne ploskoi, a trehmernoi, dobaviv tuda pokazateli cveta v blizhnem ul'trafiolete. Rabota provodilas' s ispol'zovaniem metodov Virtual'noi observatorii (populyarnee ob etom al'yanse mozhno prochitat' na saite Gazeta.Ru) . Odnim iz primerov effektivnosti takih metodov mozhno nazvat' bolee rannee issledovanie Igorya Chilingaryana i ego kolleg, rezul'taty kotorogo opublikovany v Science: tam opisyvalos' otkrytie bolee dvuh desyatkov novyh unikal'nyh ob'ektov, kompaktnyh ellipticheskih galaktik, vypolnennoe pri pomoshi Virtual'noi observatorii (populyarno ob etom mozhno takzhe prochitat' v Gazete.Ru). Drugoi primer - issledovanie Ivana Zolotuhina i laureata prezidentskoi premii dlya molodyh uchenyh 2009 goda Mihaila Revnivceva kompaktnyh rentgenovskih dvoinyh sistem, opublikovannoe v nachale 2011 goda v zhurnale Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (o nem populyarno pisal Astronet).

V nyneshnei rabote Chilingaryan i Zolotuhin ispol'zovali Virtual'nuyu observatoriyu dlya postroeniya mnogovolnovogo kataloga galaktik putem kross-identifikacii ob'ektov v treh krupnyh fotometricheskih obzorah: NASA Galaxy Evolution Explorer (ul'trafioletovyi diapazon), Sloan Digital Sky Survey (opticheskii diapazon) i UK Infrared Telescope Deep Sky Survey (blizhnii infrakrasnyi diapazon). My sostavili katalog iz bolee chem 200 000 galaktik. Posle etogo my tshatel'no izuchili to, chto u nas poluchilos', - rasskazyvaet Ivan Zolotuhin, - i obnaruzhili, chto podavlyayushee bol'shinstvo etih galaktik imeyut svyaz' mezhdu pokazatelyami cveta v optike i ul'trafiolete, a takzhe svetimost'yu, i vse eto takzhe svyazano so svoistvami galaktik i ih morfologiei. K shiroko ispol'zuemoi astronomami diagramme cvet v optike zvezdnaya velichina my dobavili eshe odnu razmernost' cvet v ul'trafiolete.

"Nasha rabota pozvolit astronomam klassificirovat' milliony galaktik i opredelyat' do nih rasstoyaniya, ispol'zuya tol'ko ih izobrazheniya," - govorit Igor' Chilingaryan. - "Dlya dalekih galaktik, strukturu kotoryh my ne mozhem uvidet' napryamuyu, teper' vozmozhno opredelit' ih morfologicheskii tip (to est' uznat', yavlyaetsya li zvezdnaya sistema spiral'noi ili ellipticheskoi), lish' izmeryaya ih potok. Eshe odin plyus nashei raboty sostoit v tom, chto teper' budet legko identificirovat' predstavitelei redkih tipov galaktik (takih, kak, naprimer, kompaktnye ellipticheskie galaktiki), tak kak oni nahodyatsya obosoblenno na nashei trehmernoi diagramme. Fizicheskaya priroda otrytoi nami tesnoi fotometricheskoi zavisimosti poka ne yasna - ona predstavlyaet soboi ocherednoi vyzov dlya teoretikov i issledovatelei, zanimayushihsya chislennym modelirovaniem evolyucii galaktik." Sootvetstvuyushaya publikaciya vyshla na minuvshei nedele v prestizhnom zhurnale Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. S rabotoi mozhno oznakomit'sya i na saite preprintov ArXiv.org. "Za poslednie dva goda Virtual'naya observatoriya sdelala sushestvennyi shag vpered, " - rasskazyvaet Zolotuhin. - "Teper' uchenym dostupno eshe bol'she standartnyh vozmozhnostei dostupa k astronomicheskim dannym, pozvolyayushih sushestvennym obrazom optimizirovat' nauchnuyu deyatel'nost'. " Nynche zhe otkrytiya, podobnye etomu, stalo vozmozhnym delat' pryamo v processe demonstracii zalu vozmozhnostei Virtual'noi observatorii, kak eto poluchilos' u nas s Igorem na konferencii v Bostone v konce 2010 goda. Odnako est' i momenty, kotorye nas ogorchayut. Eto, bezuslovno, lish' formal'noe prisutstvie nekotoryh stran -- uchastnic Mezhdunarodnogo al'yansa virtual'nyh observatorii, bez kakogo-libo vklada v ego deyatel'nost' (k takim mozhno otnesti, k sozhaleniyu, i Rossiyu), a takzhe medlennaya adaptaciya tehnologii Virtual'noi observatorii krupnymi centrami astronomicheskih dannyh (naprimer, krupneishei kollekciei nablyudatel'nyh dannyh v mire -- arhivom Evropeiskoi yuzhnoi observatorii) i, kak sledstvie, slaboe proniknovenie novyh metodov v nauchnom soobshestve. Kak aktivnye issledovateli, my udelyaem osoboe vnimanie poslednei probleme.

Publikacii s klyuchevymi slovami: galaktiki Publikacii so slovami: 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 >>