научная статья по теме ГАЛАКТИКИ С ПОЛЯРНЫМИ КОЛЬЦАМИ: НОВЫЕ КАНДИДАТЫ И СТАТИСТИКА Астрономия

Текст научной статьи на тему «ГАЛАКТИКИ С ПОЛЯРНЫМИ КОЛЬЦАМИ: НОВЫЕ КАНДИДАТЫ И СТАТИСТИКА»

УДК 524.7

ГАЛАКТИКИ С ПОЛЯРНЫМИ КОЛЬЦАМИ: НОВЫЕ КАНДИДАТЫ И СТАТИСТИКА

2011г. В. П. Решетников1*, М. Фаундез-Абанс2, М. де Оливейра-Абанс2

1 Санкт-Петербургский государственный университет 2Национальная лаборатория астрофизики, Итажуба, Бразилия Поступила в редакцию 13.07.2010 г.

Приведены результаты наблюдательного исследования двух кандидатов в галактики с полярными кольцами (ГПК). Оба объекта - A2330-3751 и SDSS J000911.57—003654.7 - являются гигантскими, видимыми почти "с ребра" галактиками, вдоль малых осей которых наблюдаются крупномасштабные структуры, похожие на полярные кольца. Оптический диаметр предполагаемого кольца у A2330—3751 достигает 60 кпк, у SDSS J000911.57—003654.7 — 18 кпк. Для оценки пространственной плотности ГПК была построена их функция светимости в диапазоне абсолютных звездных величин в полосе В от —17™5 до — 21™5. Найдено, что близких галактик демонстрируют полярные структуры. Полярные кольца вокруг галактик ранних типов ^^0) встречаются примерно в три раза чаще, чем вокруг спиральных галактик. По нашим оценкам среди относительно ярких галактик (В < 15™) должно наблюдаться ^20—30 ГПК, у которых крупномасштабные кольца видны практически "плашмя".

Ключевые слова: галактики, взаимодействующие галактики, морфология, кинематика.

ВВЕДЕНИЕ

Галактики с полярными кольцами (ГПК) — это объекты, в которых центральная галактика (как правило, типа E/S0) окружена вращающимся почти в полярной плоскости крупномасштабным кольцом или диском, состоящим из звезд, газа и пыли (Вайтмо и др., 1990). Для объяснения структуры ГПК было предложено несколько механизмов, которые можно разделить на две основные группы: слияние галактик, из которых по крайней мере одна содержит много газа (см., например, Бекки, 1997; Бурно, Комб, 2003), или внешняя аккреция вещества (из межгалактической среды, с другой галактики, поглощение спутника) (см., например, Решетников, Сотникова, 1997; Бурно, Комб, 2003; Брук и др., 2008).

ГПК являются очень редкими объектами. Вайтмо и др. (1990) составили каталог и фотографический атлас ГПК и родственных им объектов, включающий 157 галактик. Дальнейшие исследования показали, что лишь часть из объектов каталога являются истинными ГПК. На основе анализа небольшой (шесть объектов) выборки Швейцер

Электронный адрес: resh@astro.spbu.ru

и др. (1983) заключили, что относительная доля галактик типа S0 с полярными структурами составляет несколько процентов. Вайтмо и др. (1990) оценили, что ^0.5% всех близких S0-галактик имеют полярные кольца. С учетом поправки за различные эффекты селекции эта доля увеличивается до ~5%, причем в эту оценку входят и галактики, имевшие такие структуры в прошлом.

Предыдущие оценки встречаемости ГПК основывались на очень маленьких выборках. В последние годы число известных ГПК увеличилось (см., например, Спарк, 2004), был открыт новый тип ГПК — объекты, в которых центральная галактика является спиральной (ван Дриел и др., 1995), были найдены кандидаты в ГПК на больших красных смещениях (Решетников, 1997; Решетников, Деттмар, 2007) и, естественно, встает задача уточнения предшествующих оценок встречаемости этих уникальных галактик. В этой статье мы приводим новые наблюдательные данные для двух кандидатов в ГПК и делаем попытку оценить функцию светимости ГПК. Все численные значения в статье приведены для космологической модели с постоянной Хаббла 70 км с"1 Мпк"1 и Пт = 0.3, Ол = 0.7.

-40 -20 0 20 40"

Рис. 1. Карта изофот А2330—3751 в фильтре V (север вверху, восток слева). Самой слабой изофоте соответствует поверхностная яркость цу = 25т8/Ш", шаг изофот 0т75.

ГАЛАКТИКА A2330—3751

Пекулярная галактика A2330—3751 была отнесена Вайтмо и др. (1990) к хорошим кандидатам в ГПК (объект PRC B-23 в соответствующем каталоге). Центральная галактика является возмущенной, видимой почти "с ребра" спиральной галактикой, которую почти под прямым углом пересекает протяженная структура (рис. 1).

Галактика A2330—3751 ранее практически не исследовалась и даже ее красное смещение неизвестно. В базе данных NED1 приводится значение z = 0.1592 (с пометкой, что оно может быть ненадежным), однако это значение дает нереалистические характеристики галактики. Галактика находится на угловом расстоянии (^260 кпк при D = 230 Мпк; см. табл. 1) к северу от группы из четырех галактик с неизвестными z (группа AM 2330-375).

Наблюдения и обработка

Фотометрические наблюдения. Наблюдения галактики были проведены в августе 2002 г. на 1.6-м телескопе OPD (MCT/LNA) в Бразилии.

1NASA/IPAC Extragalactic Database.

При наблюдениях использовалась камера #1 с ПЗС-матрицей #98 (2048 х 2048 квадратных пикселей), размер одного пикселя — 13.5 мкм, масштаб — 0" 18/пиксел, шум считывания — 2.4е~.

Наблюдения были выполнены в стандартной В, V, Я системе Джонсона—Казинса. Для калибровки данных использовались наблюдения стандартных звезд из списков Ландольта (1983) и Гре-хема (1982). Качество изображения в ходе наблюдений составляло 1.3. Дополнительные сведения о фотометрических наблюдениях приведены в табл. 1. Обработка данных была произведена

Таблица 1. Фотометрические наблюдения на телескопе OPD

Дата Фильтр Экспозиция, с Зенитное расстояние

13/14 августа 2002 г. В 900 22°

V 3 х 600 30

R 2 х 600 39

Таблица 2. Основные характеристики галактики A2330—3751

«(2000) 23ь32т41?9

¿(2000) —37°34/32"

Морфологический тип Бс:

Гелиоцентрическая лучевая 15550 ± 37 км с-1

скорость*

Фотометрическое расстояние** Масштаб

Большая ось, В26 (^в = 26) Видимое сжатие Видимая звездная величина и показатели цвета:

Вт

(В—У )х (V—Д)х

^—Н )2MASS

(Н—К )2MASS

Поглощение в Галактике (В) ^-поправка(В) Абсолютная звездная величина***, МВ

Максимальная скорость вращения, Уmax

Примечание. [1] — Скрутски и др. (1997); [2] — Шлегел и др. (1998); [3] — Бикеридр. (2004).

* Условная скорость, полученная как произведение красного

смещения на скорость света.

** Пт = 0.3, Пл = 0.7, Но = 70 км с-1/Мпк.

*** Учтено поглощение в Галактике и &-поправка.

стандартным образом с использованием пакета ESO-MIDAS2.

Полная видимая звездная величина галактики в фильтре B по нашим измерениям составляет B = 16m04 ± 0m 10. Эта оценка несколько слабее приводимых в базах данных NED (B = 15m88) и LEDA3 (B = 15^69 ± 0m08) величин.

Спектральные наблюдения. Спектральные наблюдения были проведены 27 октября 2002 г. на 1.5-м телескопе CTIO в Чили. Телескоп был оборудован кассегреновским спектрографом и ПЗС-матрицей Loral1K #1 (размер одного элемента изображения 15 мкм). При наблюдениях использовалась решетка #35 (600 линий/мм), центрированная на 6750 A, спектральный диапазон — 5900—7700 A, масштаб спектров — 1.498 A/пиксел, ширина щели — 3". Качество изображений во время наблюдений составляло около 1". Было получено три спектра (по 25 мин

2MIDAS развит и поддержан European Southern Observatory.

3Lyon-Meudon Extragalactic Database.

экспозиции каждый) при позиционном угле щели спектрографа 154° (вдоль большой оси галактики). Обработка спектров была выполнена стандартным образом с использованием пакетов IRAF4 и ESO-MIDAS.

Основные наблюдательные характеристики галактики суммированы в табл. 2.

Результаты наблюдений

Основная галактика. Показатели цвета галактики, исправленные за галактическое, внутреннее поглощение и fc-поправку, составляют (В—V)о ~ и +0.5 ... + 0.55 и (V - R)o - +0.4 ... + 0.45. Эти значения близки к типичным цветам галактик поздних (Sbc—Sc) типов (Бута и др., 1994; Бута, Ви-льямс, 1995).

На рис. 2 изображены фотометрические разрезы вдоль большой и малой осей галактики. Центральные части этих разрезов искажены сильной пылевой полосой, которая тянется вдоль всего SW края галактики. Эта полоса создает депрессию в распределении яркости при |г| < 10" (рис. 2) и приводит к асимметрии яркости вдоль малой оси. Радиальные и вертикальные распределения показателей цвета также асимметричны с сильным градиентом от центра к периферии.

Радиальное распределение яркости A2330—3751 в полосе R может быть аппроксимировано экспоненциальным законом с масштабом h = 4.3 или 4.3 кпк (без учета центральной области с |г| < < 10"). Наблюдаемое вертикальное распределение яркости также в первом приближении может быть описано экспоненциальным законом с масштабом hz и 1.5 кпк (фильтр R). Относительная толщина диска галактики — hz/h и 0.35 — велика и характерна для галактик в составе взаимодействующих систем (см., например, Решетников, Комб, 1997). Звездный диск A2330—3751 также демонстрирует расширение к периферии — значения hz несколько увеличиваются от центра к краю диска.

На рис. 3 показано распределение найденных по эмиссионным линиям лучевых скоростей вдоль большой оси галактики. Сплошной линией на рис. 3б изображена аппроксимация кривой вращения в рамках модели экспоненциального диска

с масштабом h = 4.3 и сжатием b/a = 0.2 (Монне, Симиен, 1977). В первом приближении экспоненциальная модель дает хорошее приближение реально наблюдаемой кривой в пределах 13" (13 кпк) от ядра галактики. Максимальная скорость вращения A2330—3751 составляет Vmax — 235 км с .

4IRAF распространяется NOAO, которая управляется AURA Inc. по контракту с Национальным научным фондом США.

230 Мпк 1.0 кпк/1" 45" (45 кпк) 0.25:

16.04 ± 0.10 +0.80 ± 0.05 +0.61 ± 0.03 +0.81 [1] +0.50 [1] 0.08 [2] 0.07 [3] -20.92

235 км с"1

20 22 24 26

18

28 -40 2.0

1 1 1 (В)

- л - /А

^ //\\ КБ

" ^ / \Ч -V - ^ХД/ \ Ал1-

1» \/ Мд

~ 1 1 1

15

И

!з 1.0

н

<3 со ей

ё 0.5 С

1 1 1 (б)

- г^ у ^ -

-Б-Я ^ ^ Н

- гАг V -

* V Б-У 1 1 1

-40 -20

20 22 24 26 28

40 -40 -20 2.0

1.5 1.0

0.5 0

20

40

| 4) I

/1

л

" / -л

-Б-* /л4

' / п 1

- Ы Ллч -

Б-У .л / 1 11

20 40 -40 -20

г

20

40

Рис. 2. Фотометрические разрезы A2330—3751: (а) и (б) — вдоль большой оси центральной галактики, (в) и (г) — вдоль большой оси предполагаемой кольцевой структуры. Сплошными линиями на рис. (а) и (в) показаны распределения в полосе В, штриховыми — в полосе Я.

200 -

а 0

О

200

300 -

200 -

100

0

0

0

0 5 10 15''

г

Рис. 3. (а) — Наблюдаемое распределение лучевых скоросте

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Астрономия»