УДК 524.74
2-D СПЕКТРОСКОПИЯ КАНДИДАТОВ В ГАЛАКТИКИ С ПОЛЯРНЫМИ КОЛЬЦАМИ. ПЕКУЛЯРНЫЕ ГАЛАКТИКИ NGC 2748 И UGC 4385
© 2009 г. О. А. Меркулова*, Л. В. Шаляпина, В. А. Яковлева
Астрономический институт Санкт-Петербургского государственного университета
Поступила в редакцию 22.01.2009 г.
Работа посвящена анализу новых наблюдательных данных, полученных на 6-м телескопе САО РАН с многорежимным прибором SCORPIO для двух пекулярных галактик NGC 2748 и UGC 4385. С помощью сканирующего интерферометра Фабри-Перо (ИФП) построены крупномасштабные поля скоростей ионизованного газа в линиях Ha и [NII] А6584 A для NGC 2748 и в линии Ha для UGC 4385, а также распределения яркости в континууме и в соответствующих линиях для обеих галактик. Данные наблюдений в режиме длиннощелевой спектроскопии дали информацию о кинематике звездного компонента. Анализ полученного материала для NGC 2748 показал, что этот объект представляет собой дисковую галактику со звездной оболочкой, которая вращается вокруг большой оси главного тела. Возникновение такой оболочки скорее всего связано с захватом и разрушением карликового спутника. Структура поля скоростей ионизованного газа второй галактики UGC 4385 оказалась довольно сложной. Наиболее регулярная часть поля, относящаяся к предполагаемому кольцу, лучше всего представляется моделью кругового вращения с расширением. Кроме этого, наблюдения с длинной щелью показали, что оптические спектры двух ярких в ИК-диапазоне конденсаций похожи на спектры ядер галактик. Было высказано предположение, что UGC 4385 — это две галактики, находящиеся в процессе лобового столкновения.
Ключевые слова: галактики, группы галактик, взаимодействующие галактики — кинематика, структура.
2-D SPECTROSCOPY OF POLAR-RING GALAXIES CANDIDATES. THE PECULIAR GALAXIES NGC 2748 AND UGC 4385, by O. A. Merkulova, L. V. Shalyapina, and V. A. Yakovleva. This article is devoted to the analysis of new observational data obtained on the 6-m telescope using multimode instrument SCORPIO for two peculiar galaxies NGC 2748 and UGC 4385. Using scanning Fabry-Perot interferometer (FPI) large-scale velocity fields of ionized gas in lines Ha and [NII] A6584A for NGC 2748 and in line Ha for UGC 4385 and the maps of brightness distribution in continuum and in corresponding lines for both galaxies were constructed. Observational data obtained in the long-slit mode of spectroscopy gave information about the kinematics of stellar component. The analysis of the received materials for NGC 2748 have shown that this object is a disky galaxy with stellar shell which rotates around the major axis of main body. The origin of such shell is most likely connected with the capture and disruption of dwarf companion. The structure of ionized gas velocity field of UGC 4385 appeared to be very complex. The most regular part of the field which concerns the supposed ring is best represented by the model of circular rotation with expansion. In addition long-slit observations showed that the optical spectra of two bright in the infrared region condensations resemble the spectra of galaxies' nuclei. A supposition was made that UGC 4385 is two galaxies in the stage of head-on collision.
PACS numbers: 98.52.Sw; 98.62.Dm; 98.62.Hr; 98.65.At; 98.65.Fz
Key words: galaxies, groups of galaxies, interacting galaxies—kinematics, structure
Электронный адрес: olga_merkulova@list.ru
ВВЕДЕНИЕ
В каталоге Уайтмора и др. (1990) галактики NGC 2748 (С-28) и UGC 4385 (С-27) включены в группу возможных кандидатов в галактики с полярными кольцами (ГПК). Основной структурной особенностью С-28 является наличие слабых диффузных образований, вытянутых вдоль малой оси галактики (предполагаемое "полярное кольцо"). Галактика С-27 по внешнему виду также похожа на галактику с полярным кольцом. Ее главное тело, окруженное слабой светящейся оболочкой, вытянуто примерно в направлении N-S. Почти перпендикулярно главному телу(PA ~ 107°) наблюдается клочковатая структура (возможно, кольцо или диск), размер большой оси которой сравним с размером большой оси главной галактики. Однако известно, что наличие перечисленных выше внешних особенностей позволяет лишь заподозрить принадлежность галактик к классу ГПК. Более веские аргументы могут быть получены на основании спектральных исследований, выявляющих кинематические особенности объектов.
Результаты спектральных наблюдений ряда галактик из каталога Уайтмора и др. (1990), в том числе NGC 2748 и UGC 4385, приведены в работе Решетникова и Комб (1994). Спектры галактик были получены в области линии Ha при положениях щели вдоль больших осей главного тела и предполагаемого кольца. Кривые лучевых скоростей, построенные по эмиссионным линиям, показали, что у галактики UGC 4385 существуют две кинематические газовые системы, одна из которых вращается вокруг малой оси главной галактики, а вторая — вокруг большой, а у NGC 2748 был обнаружен градиент скорости вдоль малой оси, что может свидетельствовать о вращении газа в области диффузных структур вокруг большой оси. Однако в работе Гаген-Торна и др. (1996), посвященной анализу как фотометрических, так и спектральных данных NGC 2748, отмечалось, что скорость вращения газа вокруг большой оси на расстоянии 30" составляет всего лишь 25% от скорости вращения газа на том же расстоянии от центра вокруг малой оси. Для объяснения различия скоростей вращения в этой работе было высказано предположение, что помимо вращения имеет место падение газа на ядро галактики. С другой стороны, наличие светящихся туманностей на больших расстояниях от плоскости диска галактики может свидетельствовать об истечении газа из центральных областей галактики. В работе, посвященной изучению фотометрической структуры ГПК (Решетников, 2004), галактика UGC 4385 была отнесена к классическим галактикам с полярными кольцами, и было высказано предположение, что наблюдаемые особенности возникли в результате прямого столкновения двух карликовых галактик.
Однако в этой работе отмечалось, что максимальная скорость вращения галактики, найденная по ширине линии HI, примерно в два раза больше соответствующей скорости по оптической кривой вращения, что может быть связано с большей протяженностью диска нейтрального водорода, и для лучшего понимания этой галактики необходимы как новые кинематические данные, так и детальное численное моделирование.
Поскольку панорамная спектроскопия позволяет построить более полную кинематическую картину объекта особенно в случае наличия нескольких компонентов, эти пекулярные галактики были включены в программу нашего исследования. Данная статья является продолжением исследования кандидатов в галактики с полярными кольцами методами 2-D спектроскопии, начатого в работе Шаляпиной и др. (2007). В следующем разделе даются краткие сведения об аппаратуре, с которой были получены наблюдения, и о методике их обработки. Далее после описания наиболее важных наблюдательных данных, полученных ранее для каждой из галактик, мы приводим результаты нашего исследования их морфологии и кинематики. В заключение проводится обсуждение всех имеющихся данных.
НАБЛЮДЕНИЯ И ОБРАБОТКА
Наблюдения галактик NGC 2748 и UGC 4385 выполнялись в первичном фокусе 6-м телескопа с той же аппаратурой, что и в работе Шаляпиной и др. (2007) (редуктор светосилы SCORPIO в режиме либо ИФП, либо щелевой спектроскопии). Журнал наблюдений галактик приведен в табл. 1. При интерферометрических наблюдениях галактики NGC 2748 предварительная монохроматиза-ция осуществлялась с помощью двух узкополосных фильтров: IFP661, центральная длина волны Ac которого составляла 6604 A, а полуширина FWHM = 21 A, и фильтра #80B, для которого
Ac = 6598 A, а FWHM = 14 A .В результате для этой галактики были построены поля скоростей и карты распределения яркости в линиях [NII] A6584 и Ha. Галактика UGC 4385 наблюдалась с фильтром IFP661, при этом были получены распределение яркости и поле скоростей в линии Ha.
Обработка спектральных наблюдений, полученных с ИФП, выполнялась по методике, разработанной в САО РАН (Моисеев, 2002), основные ее этапы приведены в работе Шаляпиной и др. (2007). Ошибки измерения лучевых скоростей с ИФП для линий с симметричным контуром составляли около 10 км/с. Анализ поля скоростей проводился методом "наклонных колец" (Бегеман,
Таблица 1. Журнал наблюдений галактик NGC 2748 и UGC 4385
Объект Прибор, дата Экспозиция, с Поле Качество изобр., угл. сек Спектральная область, Á РА, град
NGC 2748 Slit 07.11.2005 2 X 600 V x 6' 2.0 5700-7400 44
Slit 07.11.2005 2 X 600 V x 6' 2.0 5700-7400 44*
IFP 08.11.2005 32 X 250 x 6' 1.3 [NIIJ6584
Slit 22.02.2006 4 X 900 V x 6' 2.0 3900-5700 42
Slit 09.02.2007 8 X 1200 V x 6' 1.8 4800-5570 132
IFP 18.10.2007 32 X 250 x 6' 1.4-2.0 На
UGC 4385 Slit 09.02.2007 Slit 10.02.2007 IFP 21.02.2006 Slit 12.02.2008 8 7 32 2 X X X X 1200 1200 220 900 V V V x 6' x 6' x 6' x 6' 1.7 1.7-2.5 1.1-2.0 1.8-2.0 4800-5570 4800-5570 На 5700-7400 0 -67 0
* Щель смещена на 5" к NW.
1989; Моисеев, Мусцевой, 2000) с помощью программ, разработанных А.В. Моисеевым.
Наблюдения в режиме щелевого спектрографа были выполнены в двух спектральных диапазонах. В "зеленом" диапазоне, содержащем эмиссионные линии H@, [OIII] А4959, 5007 и абсорбционные линии старого звездного населения MgI 5175 A, FeI+Ca 5270 A и др., использовались гризмы VPHG1200G со спектральным разрешением 5А = 5 A в области ДА = = 3900-5700 A и VPHG2300G - с ¿А = 2.2 A в области ДА = 4800-5570 A. Гризма VPHG1200R применялась для "красного" диапазона ДА = = 5700-7400 A (район линии Ha), при этом спектральное разрешение равнялось 5 A. Для проверки предположения об истечении газа из околоядерных областей галактики NGC 2748 были получены спектры вдоль большой оси галактики, проходящей через центр галактики, и смещенной на 5" к NW. Для определения лучевой скорости и дисперсии скоростей по линиям поглощения кросс-корреляционным методом (Тонри, Дэвис, 1979) в те же ночи, что и спектры галактик, снимались спектры звезд классов F8-K3.
Обработка данных, полученных с длинной щелью, б
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.