Исследование карликовых галактик

/

Содержание

Введение

1. Наблюдательный материал

2. Измерение дисперсий скоростей

3. Метод I- диаграмм

4. DDO53

5. UGCA92

Заключение

Список литературы

Введение

Изучение кинематики газа в карликовых галактиках достаточно перспективное направление на данный момент по нескольким причинам. Одна из главных - возможность изучения взаимодействия молодых групп звезд с межзвездным пространством. Вспышки сверхновых, активное ионизирующее излучение OB звезд, а также кинематическая энергия звездных ветров воздействуют на окружающий газ, нагревая его и формируя причудливые пространственные фигуры: полости, пузыри, оболочки, хаотичные турбулентные потоки. Также имеется возможность оценить влияние вышеуказанных эффектов на кривую вращения галактики по изучению распределения радиальных скоростей.

Данная область астрономии малонасыщенна публикациями, в то время как появляется все больше и больше спектральных данных о распределении ионизированного и нейтрального водорода в карликовых галактиках. Это позволяет оттачивать методы изучения, проработанные для более крупных галактик, и в дальнейшем применять их для большего числа карликовых галактик, набирая статистику и получая все более точные и точные данные о распределении оболочек и полостей, их взаимодействии с окружающим пространством. Впоследствии большой массив данных позволит создать более целостную картину о внутреннем устройстве и жизни в карликовых галактиках и о том, как например, влияют друг на друга раздувающиеся оболочки ионизированного водорода и полости выметенного звездообразованием нейтрального водорода. Эти процессы имеют перспективы более эффективного познания взаимовлияния процессов звездообразования и вспышек сверхновых, звездных ветров, активных молодых звезд в карликовых галактиках.

Данная работа берет за основу исследование карликовых галактик Moiseev A.V., Lozinskaya T.A. [1] с возможностью продолжения изучения в направлении взаимодействия нейтрального и ионизированного водорода. Для исследования выбраны две карликовые галактики DDO53 и UGCA92 из большого числа тех, по которым имеются данные, как наиболее интересные в плане наличия в них процессов образования оболочек и пустот. В дальнейшем планируется изучение большего числа галактик.

1. Наблюдательный материал

В качестве наблюдательного материала в работе используются спектры, полученные преимущественно на телескопе БТА интерферометром Фабри-Перо, встроенным в SCORPIO, находящемся в главном фокусе 6-метрового телескопа. Данные по нейтральному водороду для галактики UGCA92 были предоставлены индийскими коллегами, для наблюдения использовался индийский радиотелескоп GMRT.

После редукции, произведенной сотрудниками САО РАН с помощью пакета программ, созданных в среде программирования IDL, наблюдательные данные представляют собой кубы данных, каждый пиксель которых содержит 36 или 40 спектральных каналов в зависимости от FPI501 и FPI751.

Наблюдения UGCA92 и DDO53 на телескопе БТА были произведены с февраля по ноябрь 2009 года.

2. Измерение дисперсий скоростей

После калибровки на ширину инструментального профиля интерферометра Фабри-Перо наблюдаемые линии ионизированного водорода (Hб) были аппроксимированы функцией Фойгта, как наиболее точно описывающей данный профиль. Далее строились плоские поля лучевых скоростей, карты дисперсии лучевых скоростей с учетом инструментального контура (. Области, в которых сигнал был достаточно слаб, чтобы шумы создавали большую ошибку, были закрыты маской.

Необходимая вычисляется через:

, (1)

где =3 km/s и =9 km/s учитывают естественную ширину эмиссионной линии и ее тепловое уширение при К соответственно.

За исключением некоторых областей для галактики UGCA92 рассматриваемые карликовые галактики точно описываются одиночным профилем Фойгта.

3. Метод I- диаграмм

карликовый галактика дисперсия яркость

В основе лежит метод, используемый Yang et al. 1996; Munoz-Tunon et al. 1996; Martэnez-Delgado et al. 2007, но несколько отличающийся (отличие заключается в использовании не пиковой яркости, а суммарного потока в построении диаграммы, что позволяет избежать зависимости от спектрального разрешения). Также в диаграмме используется log I вместо I ввиду больших перепадов поверхностной яркости.

Полученное распределение точек позволяет выделить интересные области карликовых галактик, в том числе оценить размеры и возраст оболочек.

4. DDO53

DDO53 - карликовая галактика, удаленная на расстояние около 3.56 МПк. Карта дисперсии лучевых скоростей показывает типичные для подобных галактик черты: в центрах ярких HII областей наблюдается минимум дисперсии, в то время как между областями активного звездообразования и на периферии галактики может достигать значений 50 km/s.

На рисунках 1 и 2 соответственно представлены построенные карты лучевых скоростей и дисперсий лучевых скоростей. Для построения диаграммы 'яркость-дисперсия' потребуется лишь рисунок 2.

Рисунок 1

Рисунок 2

Рисунок 4 являет собой диаграмму I-sigma, по которой выделяются 3 оболочки в линии Hб, помеченные на карте дисперсий скоростей (рисунок 2) эллипсами 1,2 и 3.

Рисунок 3

Рисунок 4

5. UGCA92

Аналогично галактике DDO53, для UGCA92 представлены карты лучевых скоростей и дисперсии лучевых скоростей (рисунки 5 и 6 соответственно), а также I-sigma диаграмма (рисунок 8), по которой определяются отмеченные на карте дисперсии скоростей оболочки 1,2,3 и 4.

Рисунок 5

Большинство оболочек в UGCA92 находятся в районах активного звездообразования, чем и могут быть обусловлены.

Рисунок 6

Рисунок 7

Рисунок 8

Заключение

Результатом данной работы можно считать:

1. Получение карт лучевых скоростей и дисперсии лучевых скоростей для галактик DDO53 и UGCA92.

2. Построение диаграмм I-у и отождествление с их помощью оболочек ионизированного водорода.

3. Оценка скорости расширения некоторых оболочек.

В дальнейшем работа в данном направлении будет продолжена с расширением используемых методов для спектров нейтрального водорода для этих галактик и для других карликовых галактик.

Список литературы

1. Moiseev A.V., Lozinskaya T.A. 2012, MNRAS, 423, 1831

2. van Eymeren J. , Marcelin M. , Koribalski B.S., Dettmar R. -J ., Bomans D. J. , Gach J.-L. , Balard P. , 2009a, A&A, 493, 511

3. van Eymeren J. , Marcelin M. , Koribalski B. S. , Dettmar R. -J. ,Bomans D. J. ,Gach J. -L. , Balard P. , 2009b, A&A, 505, 105

4. Martэnez - Delgado I., Tenorio-Tagle G., Munoz - Tunon C., et аl., 2007, AJ, 133, 2892