Автореферат (1149371), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Поэтому дляправильного анализа динамического статуса диска необходимо дополнительноеисследование возможности восстановления компонент эллипсоида скоростей визучаемых галактиках. Данный вопрос обсуждается в Главе 1 диссертации.Вторым важным моментом является постоянный рост количества и качества наблюдательных данных в больших обзорах неба. Современные интегральные обзоры позволяют исследовать области за пределами центров галактик,в которых обычно много газа и простого одножидкостного гравитационногокритерия неустойчивости достаточно для определения динамического статусадиска.
К тому же в центральных частях велико влияние балджа, что делаетнекоторые предположения некорректными. Использование большого количестваобзоров позволяет найти объекты, для которых возможно перейти от одномерных азимутально усредненных данных или данных, полученных вдоль однойоси, к анализу полного распределения параметра неустойчивости Q в плоскости галактики.
Рассмотрению одного такого случая применительно к галактикеNGC 628 посвящена Глава 3 диссертации. Штучно в нескольких работах такиегалактики исследовались и ранее, например Большое Магелланово Облако в [14],но результаты и использованные предположения не позволяют сделать на их основе сколько-нибудь однозначные выводы.В остальных случаях, где не удается найти двумерные данные, для анализа гравитационной неустойчивости приходится использовать наблюдения вдольодной из осей диска. Доступные для большого числа галактик, такие данныепозволяют накопить статистику и используются в подавляющем числе работ. Однако существенным является также форма используемого критерия и сделанныепредположения.
Так, очень часто применяются приближенные решения, в томчисле обладающие плохой точностью, вместо прямого решения дисперсионногоуравнения. Во многих работах не учитывается возмущающее влияние звездногодиска. Делаются неоднозначные предположения о форме эллипсоида скоростейи толщине диска. Все это значительно влияет на выводы о динамическом статусе дисков галактик, приводя к противоречивым результатам.
Более корректномупроведению анализа неустойчивости на основе данных вдоль большой оси для7 спиральных галактик посвящена Глава 2 диссертации.Исследуемый гравитационный критерий и его модификации, помимоопределения динамического статуса газовых дисков в спиральных галактиках,5имеет большое количество других астрофизических приложений. Он можетбыть использован для анализа карликовых галактик и галактик-спутников безрегулярной структуры, для исследования газовых колец [12] и изучения протопланетных дисков [15].
Интересными также представляются возможностиизучения с его помощью вопроса о угловом моменте галактики [16], проверкачисленных N -body моделей галактик и получение недостающих данных наоснове наблюдений областей звездообразования.Данная работа дает возможность расширить и уточнить сложившуюсякартину роли влияния гравитационной неустойчивости на динамический статус газовых дисков.
Проведенное исследование с возможно большей точностьюпозволяет проверить влияние звезд на устойчивость относительно далеких областей галактик и прояснить связь темпа крупномасштабного звездообразования иплотности газа в диске, тем самым помогая уточнить фундаментальные моделиформирования и эволюции галактик.Целью диссертационной работы является исследование динамическогостатуса галактических газовых дисков с точки зрения критерия двухжидкостной(звездно-газовой) гравитационной неустойчивости для ряда конкретных галактик с использованием наиболее полных наблюдательных данных и поиск связимежду неустойчивыми областями и областями крупномасштабного звездообразования.Для достижения поставленной цели в диссертации выполняются следующие задачи:1.
Исследование методов восстановления трех компонент эллипсоида скоростей по спектральным данным, полученным вдоль луча зрения. Выбор и программная реализация наилучшего метода. Анализ ошибок иограничений метода. Применение выбранного метода к ряду конкретных галактик.2. Составление выборки галактик, для которых в литературе имеются наиболее полные и протяженные профили данных по звездной фотометриии декомпозиции на подсистемы, спектральные данные, касающиесязвезд, профили данных по распределению и кинематике атомарногои молекулярного газа, а также данные по распределению областейзвездообразования.
Поиск объектов со всеми необходимыми данными,представленными на двумерных картах.3. Применение критерия звездно-газовой гравитационной неустойчивости в наиболее корректной его форме к галактикам из составленнойвыборки. Поиск связи между неустойчивыми областями в дисках галактик и областями звездообразования, включая объекты, для которыхимеются подробные двумерные карты данных.4. Исследование влияния ошибок наблюдательных данных и неопределенностей, связанных с рядом предположений задачи, на параметрынеустойчивости дисков.65. Анализ полученных результатов и выводы относительно величины поправки за неосесимметричные возмущения в критерии гравитационнойнеустойчивости.Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:1.1 Предложен новый непараметрический метод восстановления эллипсоида скоростей звезд (SVE) в дисковых галактиках, требующийвыполнения всего одного из использовавшихся ранее в литературе предположений, а именно отношение дисперсии скоростей звездв вертикальном направлении к дисперсии скоростей в радиальномнаправлении σz /σR = const на всем промежутке данных, или на отдельных отрезках.1.2 Новый метод восстановления SVE был применен к четырем галактикамраннего типа, для которых ранее это не делалось.1.3 Для галактики NGC 1167 с небольшим углом наклона профили дисперсии скоростей в трех направлениях восстановлены в широком диапазоне расстояний на двух участках и впервые на основе анализанаблюдательных данных показано, что во внутренних областях отношение σz /σR больше, чем во внешних.1.4 Для трех остальных дисковых галактик с большими углами наклона(NGC 338, NGC 3245 и NGC 4150) показано, что самосогласованноерешение для всех трех направлений найти принципиально невозможно; зато на примере галактики NGC 338 продемонстрировано, что длятаких галактик информация о дисперсии скоростей звезд в радиальномнаправлении может быть напрямую извлечена из профилей дисперсийскоростей вдоль луча зрения.2.1 Критерий звездно-газовой гравитационной неустойчивости в точнойего форме впервые применен к наиболее полным наблюдательным данным вдоль большой оси, собранным для 7 спиральных галактик раннихтипов.
Данные включали в себя извлеченные из кинематики вдоль лучазрения профили дисперсии скоростей в радиальном направлении.2.2 Впервые наиболее полно проанализировано влияние ошибок наблюдений и неопределенностей предположений задачи на уровень неустойчивости газового диска галактики.2.3 Показано, что звездно-газовый критерий гравитационной неустойчивости слабо отличается от одножидкостного (газового) критерия в случае,когда газа в диске галактики много и для объяснения звездообразования достаточно простого одножидкостного критерия (случай галактикиNGC 338).2.4 Показано, что звездно-газовый критерий позволяет объяснить звездообразование там, где простой критерий дает устойчивый газовый диск.Существенным это оказывается для галактик NGC 1167 и NGC 3898.2.5 Для галактики NGC 1167 с умеренным темпом звездообразованиявпервые показано, что неустойчивость ее газового диска практически7полностью определяется влиянием звездного диска.
Эта уникальнаягалактика с массивным звездным диском является вторым примеромподобной галактики в литературе и первым примером, найденным безиспользования приближенных решений.2.6 Для исследованных 7 галактик получен порог неустойчивости при учетенеосесимметричных возмущений в двухжидкостном гравитационномкритерии, выражаемый неравенством для безразмерного эффективногопараметра Тумре Qeff < 1.5 − 2.5.3.1 Критерий звездно-газовой неустойчивости был применен к галактикеNGC 628. Для этой галактики впервые вместо использования азимутально усредненных профилей для одной и той же области галактикис заметным звездообразованием исследовались совмещенные по координатам двумерные карты поверхностной плотности газа (THINGS,HERACLES), дисперсий скоростей звезд (VENGA) и газа (THINGS), атакже карта поверхностной яркости в ИК диапазоне (S4G). Для каждогопикселя в исследуемой области вычислены величины Qeff .3.2 Положение неустойчивых областей с Qeff < 3 сравнивалось с положением областей звездообразования (ΣSFR > 0.007 M⊙ год−1 кпк−2 ).Проведенное сравнение показало очень хорошее согласие между ними.Такой результат на основе всей полноты наблюдательных данных получен впервые и имеет важное научное значение, так как заново открываетдискуссию о тесной связи между гравитационной неустойчивостью извездообразованием.3.3 Учет влияния эффекта толщины газового и звездного дисков в трехкомпонентной версии приближенного критерия гравитационной неустойчивости не изменил полученные выводы.3.4 Показано, что использование простого одножидкостного критерия даетзаметно худшее согласие между неустойчивыми областями и областямизвездообразования.3.5 Проанализированы азимутально усредненные данные для этой галактики и сделан вывод, что их использование ведет к заключению обустойчивом диске, что не позволяет предсказывать положение областейзвездообразования.
Вывод сделан впервые.3.6 Поскольку в галактиках распределение водорода и областей рожденияновых звезд зачастую клочковатое, связь между критерием гравитационной неустойчивости и звездообразованием должна исследоваться сиспользованием двумерных карт вместо азимутально усредненных данных.
Этот вывод сделан впервые.Научная и практическая ценность работы.Ценность результатов диссертации складывается из нескольких факторов.Во-первых, были разработаны и программно реализованы методы восстановления компонент эллипсоида скоростей дисковых галактик по спектральнымданным, полученным вдоль луча зрения, а также методы анализа динамического8статуса звездных дисков на основе звездно-газового критерия гравитационнойнеустойчивости применительно как к азимутально усредненным данным, так ик двумерным картам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
