научная статья по теме ПЕКУЛЯРНЫЕ ДВИЖЕНИЯ СКОПЛЕНИЙ И ГРУПП ГАЛАКТИК В ОБЛАСТЯХ СВЕРХСКОПЛЕНИЙ HERCULES И LEO Астрономия

Текст научной статьи на тему «ПЕКУЛЯРНЫЕ ДВИЖЕНИЯ СКОПЛЕНИЙ И ГРУПП ГАЛАКТИК В ОБЛАСТЯХ СВЕРХСКОПЛЕНИЙ HERCULES И LEO»

УДК524.4; 524.77

ПЕКУЛЯРНЫЕ ДВИЖЕНИЯ СКОПЛЕНИЙ И ГРУПП ГАЛАКТИК В ОБЛАСТЯХ СВЕРХСКОПЛЕНИЙ HERCULES и LEO

© 2014 г. Ф. Г. Копылова*, А. И. Копылов

Специальная астрофизическая обсерватория РАН, пос. Нижний Архыз Поступила в редакцию 04.04.2014 г.

Представлены результаты исследования пекулярных движений 41 скопления и группы галактик в областях сверхскоплений галактик Hercules и Leo (0.027 < z < 0.045). Для этого нами по данным обзора SDSS (Data Release 8) составлена выборка галактик ранних типов в исследуемых скоплениях и группах, построены их фундаментальные плоскости (ФП), определены независимые расстояния и пекулярные скорости. Для богатого сверхскопления галактик Hercules как целого выполняется закон Хаббла между лучевой скоростью скоплений галактик и полученным по ФП расстоянием. Но в то же время в его пределах и ближайшей окрестности наблюдаются значительные пекулярные движения вдоль луча зрения со среднеквадратичными отклонениями 736 ± 50 км и 584 ± 50 км c_1. В бедном сверхскоплении Leo среднеквадратичное отклонение также велико и равно 625 ± 70 км c_1. На его диаграмме Хаббла наблюдается сближение скоплений и групп галактик вдоль луча зрения относительно самого массивного скопления A1185. В ближайшей окрестности Leo (практически в поле) среднеквадратичное отклонение пекулярных скоростей минимально и равно 287 ± 60 км c_1.

Ключевые слова : скопления и группы галактик, пекулярные скорости групп и скоплений галактик: сверхскопления галактик Hercules, Leo.

DOI: 10.7868/80320010814100039

ВВЕДЕНИЕ

Пекулярные движения скоплений и групп галактик, характеризующие распределения темного и светящегося вещества во Вселенной, чувствительны к космологическим параметрам. Модельные расчеты этих движений для модели СБЫ с О = 0.3 показали, что среднеквадратичное отклонение (СКО) одномерных пекулярных скоростей скоплений ((У2В)1/2 равно 254 км групп — 268 км ^ (Бакал и др., 1994). А распределение одномерных пекулярных скоростей имеет пик на 231 км ^ и протягивается до 700 км c-1. Большие пекулярные скорости можно ожидать в богатых сверхскоплениях галактик — около 30% их членов в этой модели показывают одномерные скорости >346 км ^ (Бакал и др., 1994). Тесные пары скоплений и групп галактик (с расстоянием между компонентами <7 Мпк) демонстрируют модельные средние пекулярные скорости, вызванные взаимным притяжением, ^404 км c-1 (Кен и др., 1994). Из наблюдений разными методами получены следующие результаты. Соотношение Талли-Фишера

Электронный адрес: flera@sao.ru

между параметрами спиральных галактик позволило (Мастерс и др., 2006) найти СКО пекулярных скоростей вдоль луча зрения 31 скопления галактик, равное 368 ± 40 км c-1 (In-выборка членов скоплений галактик), близкое к модельным вычислениям. С помощью фундаментальной плоскости галактик ранних типов 56 скоплений галактик (выборка SMAC) получено их сносовое движение 687 ± 203 км c-1 по направлению к точке с координатами l = 2600 ± 130, b = 00 ± 110 (Хад-сон и др., 2004). Наши исследования пекулярных движений 12 скоплений галактик (SDSS DR4) в сверхскоплении Ursa Major (z ~ 0.06) с помощью ФП галактик ранних типов дали наблюдаемое СКО пекулярных скоростей 1037 ± 300 км с-1, а с квадратичным учетом ошибок — 290 ± 120 (Копылова, Копылов, 2007).

Какие факторы влияют на определяемые расстояния скоплений и групп галактик с помощью ФП галактик ранних типов, и как учесть эти факторы и выделить реальное расстояние систем галактик? Например, в работе Йоргенсена и др. (1996) показано, что добавление четвертого параметра в ФП (эквивалентную ширину линии Mg2)

незначительно уменьшает разброс на ней и позволяет точнее определять расстояния скоплений галактик. В работе Магуласа и др. (2012) получено, что ортогональные остаточные отклонения от ФП в инфракрасных фильтрах для каталога 6dFGS показывают сильную зависимость от возрастов галактик ранних типов. Там же показано, что основной разброс на ФП вызван ошибками определения центральной дисперсии звезд в галактиках.

Целью данной работы является изучение пекулярных движений групп и скоплений галактик, расположенных в областях сверхскоплений Hercules и Leo. Полная исследуемая нами выборка состоит из 114 скоплений и групп галактик, принадлежащих большим сверхскоплениям, двойным системам и полю в диапазоне 0.02 < z < 0.1. В данной работе мы представляем результаты только по близким сверхскоплениям галактик без исследования зависимости остаточных отклонений ФП от других параметров галактик. Это предполагается сделать позднее по всей выборке. Работа выполнена нами с привлечением данных каталога SDSS (Sloan Digital Sky Survey).

Статья организована следующим образом. Во второй части сделан отбор галактик ранних типов, построены фундаментальные плоскости и определены относительные расстояния групп и скоплений галактик. В третьей части вычислены два вида пекулярных скоростей, определены их среднеквадратичные отклонения в сверхскоплениях и в поле рядом с ними. В заключение перечислены полученные результаты. В работе мы использовали следующие космологические параметры: Qm = 0.3, Пл = 0.7, H0 = 70 км с"1 Мпк"1.

ПОСТРОЕНИЕ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЙ

ПЛОСКОСТИ ГРУПП И СКОПЛЕНИЙ ГАЛАКТИК

Отбор галактик ранних типов

Наша выборка составлена из 13 скоплений галактик, располагающихся в области сверхскопления Hercules, 13 скоплений галактик в области сверхскопления Leo, 8 скоплений галактик в поле вокруг системы Hercules (ассоциированных с ним) и 7 скоплений галактик, ассоциированных со сверхскоплением Leo. В выборке 5 скоплений галактик имеют дисперсии лучевых скоростей меньше 300 км с"1, и у 3 из них не зарегистрировано рентгеновское излучение; скорее всего, это лишь группы галактик. Красные смещения изучаемых скоплений и групп галактик заключены в диапазоне 0.027 < z < 0.045. Сверхскопление Leo (рис. 1, Копылова, Копылов, 2011) представляет собой большую волокнистую структуру (в нашем

определении) с центром примерно на самом богатом скоплении системы A1185 и расположенном практически в картинной плоскости. Сверхскопление Hercules состоит из трех больших сгущений галактик (рис. 1, Копылова, Копылов, 2013), которые сами являются массивными компактными сверхскоплениями: A2197/A2199, A2147/A2151, A2052/A2063 и, вероятнее всего, оказывают влияние на окружающие их системы галактик. Как видно из этого рисунка, оба сверхскопления находятся по краям большой, почти пустой от скоплений галактик, области. Более детальное исследование свойств скоплений галактик в этих сверхскоплениях и подробная информация о них представлена в работах Копыловой, Копылова (2011, 2013).

В данной работе для определения расстояний скоплений галактик мы использовали параметры галактик, представленные в каталоге SDSS Data Release 8 (Аихара и др., 2011). Недавно по данным этого релиза, в котором были учтены ошибки обработки изображений галактик, допущенных в предыдущих релизах, была построена фундаментальная плоскость (Дреслер и др., 1987; Дьоргов-ский, Девис, 1987) 93 000 галактик ранних типов с z < 0.2 во всех фильтрах (Солдер и др., 2013). Мы воспользовались ФП в фильтре r, построенной по модельным параметрам галактик, полученных путем подгонки к наблюдаемому профилю двумерных моделей (балдж+диск) с учетом эффекта качества изображений, атмосферной и галактической экстинкций. Эта ФП в сопутствующей системе координат имеет вид

log Re(кпк) = 1.034 log a + 0.301 (^) + Y, (1)

где нуль-пункт y = -7.77 ± 0.3 (Солдер и др., 2013), Re — эффективный радиус галактики в килопарсеках, /ле — средняя поверхностная яркость в пределах этого радиуса и a — центральная дисперсия лучевых скоростей звезд.

При отборе галактик ранних типов в группах и скоплениях наши критерии немного отличались от критериев работы Солдера и др. (2013), поскольку мы воспользовались только теми пара-мерами галактик, которые приведены в каталоге SDSS. Нами применялись следующие критерии к параметрам галактик: 1) центральная дисперсия скоростей звезд —100 < a < 420 км с-1; 2) параметр, характеризующий вклад профиля Вокулера в профиль поверхностной яркости — fracDeVr >

> 0.8; 3) соотношение осей галактик — deVAB >

> 0.3; 4) индекс концентрации, равный отношению радиусов, содержащих 90% и 50% потоков Петро-сяна — r90/г50> 2.6; 5) отношение сигнала к шуму в спектрах галактик — snMedian > 10; 6) предельная величина нашей выборки соответствует спектроскопическому пределу SDSS, которая равна

Рис. 1. Проекции фундаментальных плоскостей галактик ранних типов вдоль длинной оси, эффективного радиуса, для групп и скоплений галактик. Линия соответствует нуль-пункту ФП каждой системы, определенной для ее средней лучевой скорости.

1.2 0.8 0.4 0

1.2 0.8 -0.4

О

I 0

1.2

ад £ 0.8

0.4

0

1.2 0.8 0.4 0

- 1 1 1 1 1 1 1 - Г A2052 ~ 1 1 1 1 1 1 1 " - 1 1 1 1 1 1 1 -~ 1 1 1 1 1 1 1 " _ 1 ■ 1 ■ 1 ■ 1 -- A2107 1 1 1 1 1 1 - - 1 | 1 | 1 | 1 , Г A2147 ~ 1 1 1 1 1 1 1 _

- 1 1 1 1 1 1 1 - " A2151 \ \ ~ 1 1 1 1 1 1 1 " - 1 1 1 1 1 1 1 - " A2162 ~ - _ " 1 1 1 1 1 1 1 " - 1 | 1 | 1 | 1 ^ Г A2197 У* - О/^ - " 1 1 1 1 1 1 1 ' - 1 1 1 1 1 1 1 , Г A2199 ~ 1 1 1 1 1 1 1 '

- 1 1 1 1 1 1 1 -Г AWM 4 ~ 1 1 1 1 1 1 1 - - 1 1 1 1 1 1 1 " NGC 6098 " ■ 1 1 1 1 1 1 1 ~ - 1 1 1 1 1 1 1 , Г NGC 6107 " 1 1 1 1 1 1 1 ~ - 1 1 1 1 1 1 1 NGC 6159 " " 1 1 1 1 1 1 1 ~

_ 1 1 1 1 1 1 1 _ Г RXC 1511 - Уо _ -.......- . 1 1 1 1 1 1 1 _ Г A1983 о^Ь " ........- _ 1 1 1 1 1 1 1 _ Г A2040 - оД^ - ......- _ 1 1 1 1 1 1 1 _ Г A2152 ........-

7.6 8.0 8.4 8.8 7.6 8.0 8.4 8.8 7.6 8.0 8.4

1.034^ а + 0.30%,)

7.6 8.0 8.4

Петросяновской величине (неисправленной за поглощение) 17т.77 в фильтре г (Страусс и др., 2002). Все поправки: апертурные поправки, поправки за поглощение в Галактике, за эволюцию звезд в галактиках, К-поправка сделаны в соответствии с работой Солдера и др. (2013). Лучевые скорости скоплений галактик приведены к системе трехградусного реликтового фона (CMB).

Фундаментальные плоскости галактик ранних типов

На рис. 1, 2, 3 приведены фундаментальные плоскости галактик ранних типов для каждой из исследуемых нами систем галактик. Нуль-пункт — 7-линия на рису

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