Диссертация (1145359)
Текст из файла
САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиСОТНИКОВА Наталья ЯковлевнаФОРМИРОВАНИЕ И ОСОБЕННОСТИСТРУКТУРЫКРУПНОМАСШТАБНЫХ ПОДСИСТЕМ ВГАЛАКТИКАХ: МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНАБЛЮДАТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ01.03.02 – астрофизика и звездная астрономияДИССЕРТАЦИЯна соискание ученой степенидоктора физико-математических наукСанкт-Петербург – 20142ОглавлениеВведениеГлава 1.. .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Численные методы моделирования крупномасштабныхподсистем галактик1.1.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.3.12Методы построения равновесных моделей многокомпонентныхгалактик . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34Выводы к первой главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78. . . . . . . . . . . . . . . . . . .79Глава 2.2.1.12Описание газодинамических процессов в дисках спиральных галактик . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1.2.4Фазовые модели галактикВосстановление эллипсоида скоростей по los-кинематике для галактики NGC 7217 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .802.2.Анизотропные модели темных гало . . . . . . . . . . . . . . . . .982.3.Выводы ко второй главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114Глава 3.Взаимодействующие галактики и темные гало. . . .
. 1153.1.Полярные кольца и звездные петли . . . . . . . . . . . . . . . . . 1153.2.Приливные хвосты3.3.Слияния галактик . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2043.4.Выводы к третьей главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235Глава 4.4.1.. .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165Вертикальная структура звездных дисков. . . . . . . . 236Механизмы разогрева звездных дисков в вертикальном направлении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 2364.2.Толщина звездных дисков галактик разных типов и масштабныесоотношения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3084.3.Выводы к четвертой главе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3593Заключение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360Список литературы. . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3684ВведениеАктуальность темы исследования.Проблема формирования и эволю-ции крупномасштабных структур у галактик является одной из фундаментальных в астрономии. Наблюдения, проведенные на спутниках COBE и WMAP, показали, что на ранних стадиях эволюции Вселенной возникли неоднородности,которые создали условия для образования галактик.
Однако то, каким образомисходные неоднородности дали начало многообразным формам окружающихнас галактик, до сих пор остается предметом дискуссии.Из спектра идей, предложенных для решения этих вопросов, в последниегоды наибольшее внимание привлекают модели “иерархического скучивания”,согласно которым усложнение структуры галактик и появление в них различных подсистем связаны с аккрецией вещества извне, слияниями галактик и ихвзаимодействием. Более того, данные современных наблюдений говорят нам отом, что в галактиках до сих пор происходит процесс формирования отдельныхструктур.
Так, например, происхождение многочисленных пространственных икинематических подсистем в периферийных частях Млечного Пути (так называемом звездном гало), по-видимому, обусловлено продолжающимся взаимодействием нашей Галактики с близкими маломассивными спутниками (ссылки).Взаимодействовать могут не только внешние объекты, но и отдельные компоненты галактик, например, звездный и газовый диски, звездный диск и темное гало. В этом случае процесс взаимодействия служит механизмом возникновения различных внутренних неустойчивостей, определяющих наблюдаемыеособенности строения галактик (вертикальную структуру дисков, наличие спиральных рукавов, баров, изгибов и т.д.).То, что взаимодействие — это один из основных механизмов формированияи преобразования структуры галактик, стало общепринятой точкой зрения.
Однако для выяснения деталей действия этого механизма необходимы подробныеисследования. Этим и определяется основное направление настоящей работы:5анализ структурных параметров основных крупномасштабных подсистем в галактиках и изучение поздних стадий формирования таких подсистем.Цели и задачи диссертационной работы.Основнойцельюданнойработы является исследование процессов гравитационного взаимодействия галактик и внутренних неустойчивостей в звездных дисках, которые оказываютсущественное влияние на структуру и эволюцию галактик. Поставленная цельопределяет несколькозадач,решаемых в данной работе:1.
исследования, связанные с формированием внешних и внутренних газовых и звездных структур у галактик при их взаимодействии со спутниками;2. статистическое исследование параметров вертикальной структуры звездных дисков спиральных галактик на основе данных о поверхностной фотометрии галактик, видимых с ребра, а также моделирование эволюциивертикальной структуры дисков, происходящей вследствии внутреннихнеустойчивостей.3.
разработка методов определения параметров темного гало в галактикахразных типов по данным о кинематике и морфологии далеких периферийных областей приливных хвостов и аккреционных колец во взаимодействующих системах, а также на основе масштабных соотношений длязвездных дисков, включающих в качестве параметра относительную толщину дисков.Для решения этих задач предполагается разработка методов моделирования звездных и газовых подсистем в галактиках, а также получение и анализнаблюдательного материала по фотометрии и кинематике изолированных и взаимодействующих галактик.Научная новизна.Работы в данной области астрофизики очень активнопроводятся во многих странах, однако, как правило, основное внимание иссле-6дователей сосредоточено на космологических и космогонических аспектах проблемы. Новизна подхода к решению вопросов, рассматриваемых в диссертации,состоит в том, что в здесь основной акцент делается главным образом на изучении поздних стадий формирования различных крупномасштабных структурных подсистем в галактиках и исследовании их взаимодействия друг с другом.Внимание в работе уделяется как общетеоретическому исследованию возможных последствий взаимодействия, так и моделированию конкретных систем наоснове наблюдательных данных.
При этом все полученные результаты являются оригинальными. Автором1. впервые численно реализован аккреционный сценарий формирования полярных колец у галактик; этот результат стал стандартной ссылкой влитературе;2. впервые были построены несколько моделей взаимодействующих системс аккреционными деталями (NGC 5907, UGC 7388);3. впервые построена модель знаменитой взаимодействующей системыNGC 4676, согласующаяся как с морфологией приливных хвостой, таки с кинематикой;4.
впервые четко классифицированы механизмы нагрева звездного диска ввертикальном направлении и поставлена точка в вопросе об эффективности нагрева изгибной неустойчивостью.Реализованные при участии автора алгоритмы построения звезднодинамических моделей не имеют аналогов в мире, а составленные при участии авторакаталоги галактик, видимых с ребра, являются на сегодняшний день самымиобширными.Проведенное исследование заполняет ряд пробелов в теории формирования крупномасштабной структуры галактик.7Теоретическая и практическая значимость.Научная значимостьдиссертации состоит в том, что она дает богатый фактический материал длявыводов о ведущих процессах, ответственных за формирование особенностейструктуры подсистем в галактиках (приливные хвосты, полярные кольца, внешние и внутренние кольца, вертикальная структура звездных дисков), и о связиэтих особенностей с распределением темного вещества в галактиках. Практическую ценность имеют созданные большие каталоги галактик, видимых с ребра,и проведенная 2D декомпозиция большого числа объектов из этих каталогов.Статистический анализ параметров галактик, видимых с ребра, позволил изучить ряд корреляций между относительной толщиной дисков и другими структурными параметрами галактик, которые обсуждались в литературе и былиполучены на меньшем материале.
В результате нам удалось внести ясность внекоторые спорные представления о вертикальной структуре дисков и закрытьнесколько корреляций. Практическую ценность имеет пакет программ для газодинамических расчетов методом SPH, который имеет широкую область применимости — от моделирования околозвездных дисков до моделирования приливных структур и полярных колец у галактик. Комплекс программ на основеитерационного метода для построения N -body моделей равновесных звездныхсистем найдет применение при исследовании различных вопросов, касающихся динамики галактик.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
