УДК 524.74
HUDF 1619 - КАНДИДАТ В ГАЛАКТИКИ С ПОЛЯРНЫМИ КОЛЬЦАМИ В СВЕРХГЛУБОКОМ ПОЛЕ ХАББЛА
© 2007 г. В. П. Решетников1*, Р.-Ю. Деттмар2
1Санкт-Петербургский государственный университет 2Астрономический институт Университета Рура, Бохум, Германия Поступила в редакцию 26.10.2006 г.
В сверхглубоком поле Хаббла обнаружена галактика, являющаяся хорошим кандидатом в галактики с полярными кольцами. Галактика HUDF 1619 (V « 25m, z — 1) представляет собой самый далекий из известных в настоящее время объектов этого типа. Видимый почти "с ребра" и сильно изогнутый диск основной галактики под углом примерно 70o пересекает крупномасштабная структура. Светимость этого образования (предполагаемого полярного кольца) достигает — 1/3 светимости центральной галактики. В области проекции этой структуры на диск центрального объекта видна сильная полоса поглощения. Рядом с HUDF 1619 (в проекции) находятся две галактики сравнимой светимости, одна из которых может быть галактикой-донором, взаимодействие с которой привело к образованию кольцевой структуры.
Ключевые слова: галактики, группы и скопления галактик, межгалактический газ, галактики с полярными кольцами.
HUDF 1619 — A POLAR RING GALAXY CANDIDATE IN THE HUBBLE ULTRA DEEP FIELD, by V. P. Reshetnikov and R.-J. Dettmar. A galaxy that is a good candidate for polar ring galaxies has been detected in the Hubble Ultra Deep Field (HUDF). The galaxy HUDF 1619 (V « 25m, z - 1) is the most distant object of this type known to date. A large-scale structure crosses the strongly warped disk of the main galaxy seen almost edge-on at an angle of about 70°. The luminosity of this structure (a putative polar ring) reaches —1/3 of the luminosity of the central galaxy. A strong absorption lane is seen in the region where this structure is projected onto the disk of the central object. There are two galaxies of comparable luminosity adjacent to HUDF 1619 (in projection). One of them may be the donor galaxy the interaction with which gave rise to the ring structure.
PACS numbers: 98.52.Sw; 98.65.Fz
Key words: galaxies, groups and clusters of galaxies, intergalactic gas, polar ring galaxies.
ВВЕДЕНИЕ
Галактики с полярными кольцами (ГПК) — это очень редкий и во многих отношениях интересный класс объектов (Вайтмо и др., 1990). Необычная структура таких галактик обычно связывается с внешней аккрецией и взаимодействием между галактиками. Следовательно, если такие процессы были более частыми в прошлом Вселенной, то можно ожидать роста доли ГПК с увеличением красного смещения. До сих пор известно только два кандидата в далекие объекты этого типа, обнаруженные в Северном глубоком поле Хаббла (Решетников, 1997).
Электронный адрес: resh@gong.astro.spbu.ru
В этой заметке описывается найденная в Сверхглубоком поле Хаббла галактика, которая по совокупности своих морфологических и фотометрических характеристик является хорошим кандидатом в далекие (г~1) ГПК. Обнаружение этого объекта согласуется с предположением о росте пространственной плотности галактик этого типа с увеличением г.
ГАЛАКТИКА HUDF 1619 В СВЕРХГЛУБОКОМ ПОЛЕ ХАББЛА
Сверхглубокое поле
Сверхглубокое поле Хаббла (его стандартная аббревиатура — HUDF) — это самое глубокое из
Рис. 1. Изображения галактики HUDF 1619, построенные с разным контрастом, чтобы подчеркнуть ее основные морфологические особенности. Размер каждого кадра 1'.'8 х 1'.'8. Север вверху, восток слева.
полученных к настоящему времени оптических изображений участка небесной сферы (Беквит и др., 2006). Наблюдения HUDF (его площадь равна примерно 11 □') были проведены на Космическом телескопе Хаббл с использованием камеры ACS (Advanced Camera for Surveys) в широкополосных фильтрах F435W (B435), F606W (V606), F775W (i775) и F850LP (,г850) (три цифры в названиях фильтров указывают центральную длину волны в нанометрах). С сентября 2003 г. по январь 2004 г. было получено несколько сотен кадров HUDF, причем суммарное время экспозиции в фильтрах B435 и V606 составило около 40 ч, а в i775 и z850 — почти 100 ч.
Итоговые изображения HUDF с шагом 0'.'03 находятся в открытом доступе на сайте Института
космического телескопа (STScI). В поле выделяются объекты вплоть до <~30m, реальное угловое
разрешение составляет ~0'.'l.
Галактика HUDF 1619
HUDF 1619 (число в названии означает порядковый номер галактики в каталоге Беквит и др. (2006) для полосы i775) имеет классическую для ГПК оптическую морфологию (рис. 1, 2) — видимый почти "с ребра" звездный диск под углом примерно 70o пересекает видимая также почти "с ребра" крупномасштабная структура. В той области, где наклонное образование пересекает диск центральной галактики, отчетливо видна полоса поглощения. Как сама галактика, так и предполагаемое полярное кольцо выглядят симметричными, их центры практически совпадают. Эти особенности позволяют классифицировать объект как "хороший кандидат в ГПК" (по терминологии Вайтмо и др., 1990). Большинство из изученных ранее близких кандидатов в ГПК, имеющих похожую морфологию (например, NGC 660 (ван Дриел и др., 1995) и UGC 9562 (Решетников, Комб, 1994) - галактики с наклонными кольцевыми структурами), и в самом деле оказались ГПК. Это дает основания предполагать, что HUDF 1619 с большой вероятностью является ГПК. Основные характеристики HUDF 1619, взятые из литературы и найденные нами, суммированы в таблице.
Галактика не имеет опубликованного спектроскопического красного смещения. В рамках проекта бесщелевой спектроскопии объектов HUDF (GRAPES (Grism ACS Program for Extragalactic Surveys) — Пирзкал и др., 2004) доступен спектр галактики, но он не показывает явно выраженных особенностей, которые можно было бы использовать для оценки z. Каталог COMBO-17 (Вольф и др., 2004) не содержит оценки фотометрического значения z для галактики, но в нем приводится положение пика в распределении вероятностей возможных z. Этот пик находится на z = = 0.7. С другой стороны, в недавней работе Ко и др. (2006) приведено фотометрическое красное смещение HUDF 1619, равное 1.3. В дальнейшем мы считаем, что галактика находится на z = 1.3. (Если принять z = 0.7, то все упоминаемые далее линейные размеры должны быть уменьшены на
15%', а абсолютная звездная величина галактики с учетом fc-поправки увеличится, т.е. галактика окажется слабее, примерно на 2m.)
Внешние области диска HUDF 1619 демонстрируют значительный интегралообразный изгиб
1В статье приняты значения H0 = 70 км/с/Мпк, Пт = 0.3,
Пл = 0.7.
HUDF 1619 — КАНДИДАТ В ГАЛАКТИКИ
257
0.5
0
-0.5
Рис. 2. Карта изофот HUDF 1619 с шагом 0m5 в фильтре ¿775. Изображение галактики восстановлено методом Lucy (20 итераций). По осям отложены угловые секунды дуги.
плоскости с амплитудой &14° (см. рис. 1, 2). На рис. 3 приведены фотометрические разрезы галактики вдоль большой оси центральной части ее главного тела2. На разрезах видна центральная депрессия в распределении яркости, связанная, хотя бы отчасти, с проекцией внешней
структуры. За пределами \r \> 0" 2 наблюдаемая яркость спадает приблизительно по экспоненциальному закону с радиальным масштабом hr =
= 0. 13 1 кпк. Распределение показателей цвета по диску HUDF 1619 асимметрично — ее юго-западная (SW) часть заметно голубее.
Наблюдаемая вертикальная структура диска галактики также может быть описана экспоненциальной моделью, причем hz & 0"04. Это значение, однако, является наблюдаемым, искаженным влиянием инструментального расширения. С учетом того, что размеры (FWHM) звездных изображений
в HUDF составляют 0.08—0.09 (Беквит и др., 2006), истинное значение вертикального масштаба должно быть меньше. (Стоит напомнить, что величина hz — это не размер какой-либо структуры, а характеристика наклона распределения яркости.)
2Все звездные величины в работе приведены в AB-системе
звездных величин.
Промоделировав влияние инструментального расширения на распределение яркости у галактик разных размеров и толщин в HUDF (это было сделано таким же образом, как в работе Решетникова и др., 2003), мы нашли, что для HUDF 1619 значение ^ остается практически неизменным, а величина вертикального масштаба должна быть уменьшена
в 2.5 раза, т.е. неискаженное значение hz & 0.015 & & 0.13 кпк. Следовательно, для галактики истинное отношение ^/hz = 9, что типично для близких спиральных галактик (см., например, рис. 6 в работе Решетникова и др., 2003).
Наблюдаемая светимость предполагаемой наклонной кольцевой структуры достигает ~1/3 светимости центральной галактики. Средние показатели цвета кольца близки к цветам центральной галактики, однако их распределение асимметрично — юго-восточная (SE) часть кольца на 07? 1—0т2 голубее северо-западной (NW) части (это касается всех показателей цвета).
На рис. 4 показано распределение примерно двух тысяч спиральных галактик и галактик со вспышкой звездообразования на диаграммах цвет (Убое - ¿850 и В.435 - ^зоб) - фотометрическое красное смещение по данным Ко и др. (2006). Кривыми линиями изображены модели эволюции
Основные характеристики HUDF 1619
Координаты: ^(2000) 53?1782428 [1]
5(2000) -27?8076190 [1]
Положение объекта на итоговых кадрах НиЭР:
X (пиксел) 3580.5 [1]
У(пиксел) 3305.6 [1]
Спектральный тип Scd-Im [2]
В435 25.38 [1]
В435 — Увов +0.19 [1]
У60в — 2 775 +0.32 [1]
У606 — г850 +0.87 [1]
Красное смещение (г) 1.3: [2]
Абсолютная звездная величина (М(В)) -20m -
Оптический диаметр 1.3 (11 кпк) -
Радиальный масштаб диска (^) 0.13 (1.1 кпк) -
(фильтр 2775) 0.35 -
Примечание. [1] - Беквит и др. (2006), [2] - Ко и др. (2006).
показателей цвета из работы Элмегрина и Элме-грин (2006). В моделях предполагается, что звездообразование началось при г = 6, исходная ме-талличность составляла 0.008 (0.4^0). Звездообразование длилось 1 млрд. лет, и в течение этого времени темп звездообразования уменьшался по экспоненциальному закону с масштабом 0.3 млрд. лет (верхние кривые) или оставался постоянным (нижние кривые). Показатели цвета большинства
галактик, включая HUDF 1619 (большие черные кружки), находятся между двумя кривыми, демонстрируя близкий к ожидаемому в рамках
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.