научная статья по теме РАССТОЯНИЕ ДО ГАЛАКТИКИ IC 342 Астрономия

Текст научной статьи на тему «РАССТОЯНИЕ ДО ГАЛАКТИКИ IC 342»

УДК 524.7-323

РАССТОЯНИЕ ДО ГАЛАКТИКИ ГС 342

2010 г. Н. А. Тихонов*, О. А. Галазутдинова

Специальная астрофизическая обсерватория РАН, пос. Нижний Архыз Поступила в редакцию 18.02.2009 г.

На основе архивных снимков космического телескопа им. Хаббла проведена звездная фотометрия участка спиральной галактики ГС 342, расположенной в зоне Млечного пути. На полученной диаграмме Герцшпрунга—Рессела выделена ветвь красных гигантов и TRGB-методом определен модуль расстояния до галактики: (т — М) = 27.97 ± 0.10, что соответствует В = 3.93 ± 0.10 Мпк. Полученное значение расстояния ставит галактику ГС 342 пространственно рядом с галактикой Maffei 1 (В = 4.1 Мпк) и позволяет считать эти галактики центром одной группы.

Ключевые слова: галактика ГС 342, расстояние до ГС 342, галактики — звездное население.

ВВЕДЕНИЕ

Среди ближайших групп галактик группа Ю 342/Maffei остается до сих пор наиболее загадочным пространственным образованием. Несмотря на интенсивные исследования отдельных галактик, вероятных членов этой группы (Мак-Колл, 1989; Крисмер и др., 1995; Бута, Мак-Колл, 1999; Дэвидж, ван ден Берг, 2001, 2005; Саха и др., 2002; Караченцев и др., 2003; Фингерхут и др., 2003, 2007), остается нерешенным вопрос о численном составе группы и пространственном положении отдельных галактик. Определению пространственных параметров группы препятствует большая экстинкция (поглощение и рассеивание) света в газопылевых облаках нашей Галактики, поскольку все вероятные члены группы находятся в зоне Млечного пути.

Учет экстинкции света на основе работ Бур-штейна и Хейлс (1982) или Шлегеля и др. (1998) дает сравнительно верные результаты при изучении объектов вдали от плоскости Млечного пути. Если же объект расположен вблизи экваториальной плоскости Галактики, то использование указанных работ дает только примерные значения величины экстинкции, неприменимые для точных измерений. Именно эта неопределенность и создает трудности в измерении расстояний, что влечет за собой неопределенности других физических параметров группы 342/Maffei (светимость, масса, динамические характеристики).

Галактика 342 является очень массивной галактикой (рис. 1), поэтому пространственное

Электронный адрес: ntik@sao.ru

распределение и кинематика карликовых галактик, а также и полная масса группы могут быть существенно пересмотрены, если галактика 342 окажется сдвинутой от принимаемого для нее в расчетах пространственного положения. Кроме того, 342 является спиральной галактикой с разрешенным на звезды населением, и для нее могут быть применены более многочисленные и разнообразные методы определения расстояния, чем это возможно для второй массивной галактики этой группы — Maffei 1, являющейся эллиптической галактикой.

Расстояние до галактики 342 определяли неоднократно, используя разнообразные методы. В таблице приведены полученные значения. Виден сильный разброс результатов от 1.5 до 8.0 Мпк, что и затрудняло составление списка реальных галактик группы. В последние годы используется значение В = 3.28 ± 0.28 Мпк, полученное на основе фотометрии 20 цефеид (Саха и др., 2002). Однако, поскольку эти цефеиды находятся в областях с большой и изменяющейся от области к области экстинкцией света, то можно ожидать появление неучтенных ошибок в измерении расстояния. Ясность могут внести независимые методы определения расстояния до 342. Это тем более необходимо, поскольку в более ранних работах авторов с использованием цефеидного метода обнаружены очень большие ошибки в определении расстояний до галактик методом фотометрии цефеид: Хоссель и др., 1990, 1994, 1998. Для сравнения исправленные значения расстояний для этих же галактик можно найти в работах Апарисио (1994), Толстой и др. (1998), Апарисио и др. (2000).

Рис. 1. Изображение галактики Ю 342 на снимке DSS2 обзора в фильтре К. Отмечены два поля снимков программ ГО10579 и ГО10768, пересечение которых использовалось для звездной фотометрии. Отмечено положение KK 35 — предполагаемой карликовой галактики из списка Караченцева и др. (2003). Размер DSS2 снимка 25' х 25', север сверху.

Независимым методом определения расстояния до IC 342 может быть TRGB-метод (Ли и др., 1993) (Tip of Red Giant Branch), основанный на фотометрии красных гигантов, точность результатов которого не уступает или даже превышает точность метода цефеид (Макаров и др., 2006; Рицци и др., 2007).

ЗВЕЗДНАЯ ФОТОМЕТРИЯ

В архивах космического телескопа им. Хаб-бла (HST) есть снимки галактики IC 342, полученные с камерой ACS/WFC по программам изучения рентгеновских источников (ID 10579 и ID 10768), на которых можно обнаружить старое звездное население. Специально для целей определения расстояния до IC 342 наблюдения с камерой ACS/WFC на HST не проводились. Имеющиеся в архиве более многочисленные снимки с камерой WFPC2 дают недостаточный для наших целей фотометрический предел, поэтому снимки WFPC2

мы использовали только для фотометрии ярких областей звездообразования IC 342.

К сожалению, снимки в фильтре F435W (что соответствует фильтру B системы Джонсона) и фильтре F606W (имеющем более широкую полосу пропускания, чем фильтр V системы Джонсона), полученные по заявке ID 10579, или снимки с фильтром F555W (фильтр V Джонсона) и с фильтром F814W (фильтр I системы Крона-Казинса), полученные по заявке ID 10768, также плохо подходят для построения глубокой диаграммы Герцшпрунга—Рессела (или CM-диаграммы), на которой можно было бы выявить ветвь красных гигантов, относительно слабых звезд по сравнению с молодыми сверхгигантами. Поэтому нам пришлось составить изображение с фильтрами F606W и F814W (рис. 2) на основе снимков двух наблюдательных программ, используя возможности MIDAS для совмещения изображений. Пересечение двух совмещенных изображений (рис. 1) имеет достаточную площадь для получения представи-

Определение расстояния до IC 342

В, Мпк (то - М) Метод Авторы

1.5 25.9 НИ области Аблес(1971)

7.9 29.5 НИ области Сэндидж, Тамман (1974)

2.94 27.34 НИ области Вокулер(1978)

2.08 26.60 Ярчайшие звезды Караченцев, Тихонов (1993)

3.28 27.58 Цефеиды Саха и др. (2002)

3.93 27.97 тиов Данная работа

тельной CM-диаграммы, а старые звезды (красные гиганты) хорошо видны на каждом из двух снимков.

Звездная фотометрия проводилась стандартным образом при использовании DAOPHOT II в MIDAS (Стетсон, 1994). Полученная CM-диаграмма звезд IC 342 представлена на рис. 3. Видны широкие и населенные ветви молодых сверхгигантов, большой массив звезд промежуточного возраста (AGB) и неразрешаемая на диаграмме на отдельные звезды из-за большого числа точек ветвь красных гигантов. Уширение ветвей молодых сверхгигантов связано главным образом с флуктуациями экстинкции света как в самой IC 342, так и в газопылевых облаках нашей Галактики. На CM-диаграмме (рис. 3) хорошо видно, что ветви голубых и красных сверхгигантов сдвинуты относительно их нормального положения, что вызвано покраснением света при прохождении его сквозь газопылевые облака. Величину этого сдвига можно использовать для оценки средней величины экстинкции света звезд IC 342.

ЭКСТИНКЦИЯ СВЕТА В НАПРАВЛЕНИИ НА Ю 342

Основной трудностью при определении расстояния до Ю 342 является даже не большая величина экстинкции света, а случайное изменение этой величины по телу галактики, что является результатом существования многочисленных газопылевых облаков как в самой Ю 342, так и в нашей Галактике на пути движения света от Ю 342.

Уменьшить флуктуацию экстинкции света в области фотометрии звезд можно двумя путями: либо

уменьшением исследуемой области, либо предварительным поиском области с минимальной флуктуацией экстинкции. Ясно, что необходимая область должна находиться вне областей интенсивного звездообразования Ю 342, в которых можно ожидать присутствие газопылевых облаков. Мы использовали обе возможности. Найденная площадка отмечена на рис. 2, а СМ-диаграмма звезд этой площадки — на рис. 4. Несмотря на отсутствие явных областей звездообразования, на СМ-диаграмме звезд этой площадки все же видна ветвь голубых сверхгигантов (рис. 4), звезды которой хаотично рассеяны по всей площадке, не концентрируясь в отдельные области. Указанная ветвь голубых сверхгигантов имеет малую ширину, что говорит о постоянстве величины экстинкции света на данной площадке. Среднее значение показателя цвета этих голубых сверхгигантов в интервале блеска 24 < I < 26 равно (V—I) = 0.75, в то время как нормальные значения показателя цвета непокрасневших сверхгигантов могут изменяться от (V—I) = 0.0 до (V—I) = —0.3 в зависимости от их возраста.

Для более точного определения экстинкции мы на основе таблиц изохрон звезд из работы Бертел-ли и др. (1994) вписали изохроны металличности Z = 0.008 и Z = 0.02 в СМ-диаграмму звезд исследуемой площадки (рис. 4). Изменяя два параметра — возраст звезд и возможную величину экс-тинкции света (что приводит к покраснению звезд и ослаблению их видимого блеска) несложно подобрать такие изохроны, которые наиболее оптимально вписываются в ветвь голубых сверхгигантов CM-диаграммы. Для определения металлично-сти молодых звезд использовались красные сверхгиганты, положение которых на CM-диаграмме сильно зависит от их металличности. Выяснилось, что красные сверхгиганты площадки нельзя

Рис. 2. Изображение в фильтре F606W (V) поля Ю 342, используемого для поиска звездных скоплений и определения расстояния TRGB-методом. Прямая линия служит границей участка (верхний левый угол поля), где выделялись красные гиганты для определения расстояния (см. далее рис. 4). Кружками обозначены шаровые скопления, малыми квадратами — компактные скопления, большими квадратами — звездные комплексы. Буквами a, б, в, г обозначены объекты, чьи СМ-диаграммы представлены на рис. 6.

>*

■ Е •

■V 'ЩгфШ' ...

■ V. ■ - ' '--е.\

■ ; - ' / ■ -г : * ' е.- '

S

г .щ б- ■■ '

¡Л'-

К ■■ .......

? ■

описать изохронами с металличностью Z = 0.008 при любом значении возраста, но они неплохо описываются изохронами с Z = 0.02. Параметры изохрон, наиболее оптимально описывающих CM-диаграмму, позволили определить величину экстинкции света для

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