Движения галактик на малых и больших масштабах

3.2. Наблюдательная выборка.43.

3.3. Бегущий апекс Солнца, Галактики и Местной группы.46.

3.4. Очень близкое поле скоростей.52.

3.5. ЗБ панорама Местного объёма.56.

3.6. Орбитальная скорость Солнца.58.

Заключение

.

При изучении галактик Местного объёма, большинство из которых имеют фотометрические оценки расстояния, были получены следующие результаты:

• Измерены лучевые скорости для трёх предположительно близких галактик (как выяснилось впоследствии, одна из них оказалась облаком галактического водорода). Выло подтверждено, что галактики Агр 211 и NGC 6789 имеют скорости, приведенные к центроиду Местной группы, менее 500 км/с.

• Для анализа воздействия галактик друг на друга, был построен так называемый «приливной индекс» ((c)), и на его основе проанализированы свойства галактик Местного объёма. В частности, отмечен эффект сегрегации карликовых галактик в зависимости от плотности их окружения. Все карликовые эллиптические и сфероидальные галактики с log М < 9 имеют индекс в > 0, то есть они встречаются лишь в плотных областях вокруг массивных объектов.

• Были проанализированы глобальные параметры галактик Местного объёма. Показано, что:

1. Во всем диапазоне диаметров от 1 до 40 кпк галактики следуют эмпирической зависимости Талли-Фишера, log/l.25 ^ (0.99 ± 0.06) log Vmax, линейный характер которой имеет глубокий эволюционный смысл.

2. Отношение водородной массы к светимости и водородной массы к полной массе систематически возрастает от гигантских галактик к карликовым. Медианное значение М. т/М-25 составляет 0.25.

3. Для галактик Местного объёма отношение полной массы внутри стандартного оптического радиуса к светимости заключено в интервале от 0.2 до 16 M. q/Cq с медианой 3 A4q/?q. Это соотношение имеет тенденцию слегка уменьшаться от гигантских галактик к карликам, что не согласуется с идеей наличия большого количества тёмного вещества в карликовых системах.

4. Средняя поверхностная яркость для галактик нашей выборки варьируется в 100 раз. Отношение массы HI к светимости> для них показывает отчётливое возрастание с уменьшением поверхностной яркости. Аналогичная, но менее выраженная зависимость наблюдается также для отношения полной массы к светимости. Обе корреляции могут быть вызваны процессом звездообразования в галактиках.

5. Несмотря на различие в приливном воздействии около шести порядков, отношения Мт/£ и А²⁵/А не показывают заметной корреляции с приливным индексом, аналогичной дефициту HI и морфологической сегрегации, типич-' ной для богатых скоплений.. ,.

6. Масса водорода в галактике и её угловой момент следуют почти линейной зависимости logA4m ос (0.99 ± 0.04) logCV^^s) в диапазоне угловых моментов около трёх порядков, что может указывать [158] на пребывание газовых дисков как гигантских, так и карликовых галактик на пороге гравитационной неустойчивости, благоприятствующей звездообразованию.

• Оптимальное направление и скорость движения Солнца относительно членов Местной системы галактик характеризуется параметрами {/Q = 93°, bQ = —4°, VQ = 316 км/с} с формальными стандартных! и ошибками 2° и 5 км/с. При этих параметрах, которые заметно отличаются от прежних оценок, центр нашей Галактики движется со скоростью 90 км/с к точке I = 107°, Ь = —18°, что на 14° в стороне от M 31.

• С увеличением глубины рассматриваемого объёма от 1 Мпк до 4−8 Мпк солнечный апекс слегка перемещается и приобретает значения {lQ = 91°, b& = 0°,.

V© = 334 км/с}. Скорость центроида Местной группы по отношению к выборкам галактик Местного объёма разной глубины R не превышает 40 км/с. Это указывает на согласованное движение галактик в исследованном объёме. Относительно реликтового излучения Местная группа галактик движется со скоростью 635 км/с в направлении (I = 269°, b = +29°).

• Наиболее вероятное значение круговой скорости вращения Галактики в окрестностях Солнца, полученное из анализа лучевых скоростей и расстояний до галактик Местной группы, равно V0G = 235 км/с. Эта величина находится в хорошем согласии с оценками, полученными по движениям звёзд и газовой подсистемы Млечного Пути.

• Для выборки 145 галактик с расстояниями D < 8 Мпк и скоростями относительно центроида Местной группы < 500 км/с распределение пекулярных лучевых скоростей показывает отчётливые признаки анизотропии. Тензор локальной величины параметра Хаббла Н^ характеризуется главными значениями 81:62:48 км/с/Мпк с 1сг-ошибкой ~ 4 км/с/Мпк. При этом малая ось эллипсоида ориентирована приблизительно вдоль малой оси Местного сверхскопления, а большая ось составляет угол 29° с направлением на центр скопления Virgo. В целом картина пекулярных скоростей галактик Местного объёма неудовлетворительно соответствует сферически-симметричной модели Virgocentric flow [91, 134]. Одной из причин этого различия может быть эффект дифференциального вращения Местного сверхскопления.

• Уточнение параметров солнечного апекса и учёт обнаруженных эффектов локальной анизотропии позволяет использовать лучевую скорость близких галактик в качестве более надёжного индикатора их расстояния. Сочетая такие улучшенные хаббловские расстояния с известными фотометрическими модулями, мы построили трёхмерную карту Местного объёма. Сравнение новой карты с прежней из каталога Tully показывает более чёткую структуру Местного объёма на мелких масштабах. Существование некоторых структурных деталей, типа минипустот (minivoid) размерами ~ 2 Мпк между Местной группой и группой М 81, может оказаться эффективным средством для проверки различных теорий образования галактик.

• В пределах расстояния Б < 8 Мпк, включающего дюжину известных групп галактик, дисперсия лучевых скоростей галактик относительно хаббловской зависимости составляет ~ 75 км/с. Её величина примерно одинакова как у карликовых, так и у гигантских галактик. Основной вклад в неё дают вириальные движения в группах и ошибки измерения расстояний. В непосредственных окрестностях Местной группы дисперсия лучевых скоростей галактик поля не превышает 25 км/с, другими словами «газ» галактик между группами имеет необычайно низкую температуру ¦¦.:'¦¦-¦

• Наблюдаемое поведение зависимости скорость-расстояние в окрестностях Местной группы показывает ожидаемый эффект гравитационного торможения галактик. Наблюдаемому радиусу сферы нулевой скорости /?, 0 = 0.96 ± 0.05 Мпк соответствует масса Л4ъс = (1.2±0.2) -1012 Л4©-, которая хорошо согласуется с суммой вири-альных масс подгрупп галактик вокруг М 31 и Млечного Пути. Отношение полной (в пределах Д0) массы Местной группы к её светимости, М./С — 23 ± 4 Л4&/Сф, указывает на отсутствие сверхмассивного тёмного гало вокруг нашей Галактики и М31.

Массовые измерения красного смещения и кривых вращения северных галактик, видимых с ребра, из ЕСС каталога позволили существенно пополнить общее число галактик, участвующих в анализе поля скоростей на масштабе 100 Мпк, улучшить однородность их распределения по всему небу и получить новые оценки движения галактик относительно реликтового фона.

Наблюдения проводились в Специальной Астрофизической обсерватории РАН на 6 метровом телескопе. Обзор был начат во втором полугодии 1995 года и завершен во втором полугодии 1999 года. За это время были получены спектры для 306 галактик. Наблюдательная программа была выполнена на 94%.

Рассмотрение полученных спектральных данных позволяет нам сделать следующие заключения:

• Наблюдения тонких галактик, ориентированных с ребра, обладают высокой эффективностью. Только в двух случаях не удалось определить параметры кривой вращения галактик. Для более 95% объектов ЕСС каталога эмиссионная линия На имеет достаточно высокий контраст над спектром ночного неба, чтобы измерять типичную амплитуду вращения галактики с погрешностью ~ 10%, приемлемой при изучении крупномасштабных течений.

• Протяженность кривой вращения у разных галактик заключена в интервале 0.451.45 с медианным значением, составляющим 0.87 от стандартного радиуса плоской галактики. Практически у всех галактик форма кривой вращения является плосГ ¦ кои или возрастающей, что выглядит типичным для изолированных галактик.

• У ряда галактик, ориентированных с ребра, кривые вращения имеют волнистый характер с типичным перепадом скоростей ~ 50 км/с. В некоторых случаях заметна асимметрия между приближающейся и удаляющейся стороной галактики. Эти особенности, вероятно, обусловлены большим поглощением света в плоскости спиральных рукавов галактик, пересекаемой лучом зрения под малыми углами. Тем не менее, сопоставление лучевых скоростей галактик, полученных в линиях На и 21 см, свидетельствует о хорошем согласии между этими оценками. Средняя разность между оптическими и радиоизмерениями составляет +10 ±4 км/с со стандартным отклонением 18 км/с. Исследованные галактики показывают тесную корреляцию амплитуды вращения по IIа. и по линии 21 см со среднеквадратичным отклонением <�т (1/тах) = 11.7 км/с. Это делает весьма перспективным использование плоских галактик для определения расстояний по диаграмме Талли-Фишера.

• Медианное значение радиальной скорости галактик обзора, скорректированное за движение Местной группы, равно 7800 км/с. Исследованные галактики, как правило, являются массивными спиралями, с медианным значением максимума кривой вращения около 140 км/с.

На основе 983 галактик с известными лучевыми скоростями и амплитудами вращения, куда вошли и описанные выше наблюдения, были получены параметры коллективного движения ГСС галактик и построена карта распределения пекулярных скоростей. В системе, связанной с реликтовым фоном, упорядоченные движения ГС С галактик характеризуются скоростью V = 300 ± 75 км/с в направлении {I = 328°, Ь = +7°} с ошибкой ±15°.