Морфология и кинематика газа и звезд в галактиках с перемычками

it is becoming clear that bar phenomenon is pervasive, complex and very important for most areas of galactic structure and evolution «.

K.C. Freeman).

Актуальность темы

.

Согласно наблюдательным оценкам, галактики с центральными перемычками (барами) составляют большую часть (50−70%) от общего количества близких дисковых галактик типов S0-Sd (Сэлвуд, Вилкинсон, 1993; Кна-пен и др., 20 006). Движения звезд и газовых облаков внутри перемычки заметно отличаются от невозмущенного кругового вращения, существенными оказываются радиальные течения газа к центру, что подтверждается как непосредственными наблюдениями (Афанасьев, Шаповалова, 1981; Дюваль, Моне, 1985; Кнапен и др., 2000а), так и многочисленными модельными расчетами, обзор которых можно найти в работе Линдблада (1999). Центральные области таких галактик оказываются выделенными по своим динамическим характеристикам, темпам звездообразования, концентрации газопылевой материи. К примеру, концентрация молекулярного газа внутри центрального килопарсека галактик с барами на порядок выше, по сравнению с галактиками без перемычек (Сакамото и др., 1999).

Динамическое влияние бара рассматривается как один из основных механизмов транспортировки межзвездного газа из диска в околоядерную область, где он становится «топливом» для околоядерной вспышки звездообразования или активного ядра (Комб, 2001). Но связь между наличием бара и активного (в случае дисковой галактики — сейфертовского) ядра далеко не однозначна. Так, относительная доля баров в сейфертовских галактиках лишь незначительно превышает эту долю в галактиках без активного ядра (Кнапен и др., 20 006- Лайне и др., 2002), по данным других авторов присутствие активного ядра может быть вообще не связано с баром (Макуез и др., 2000). Основное противоречие, по-видимому, состоит в том, что в баре газ концентрируется не в самом ядре, а в кольце радиусом несколько сотен парсек, в области внутреннего линдбладовского резонанса (ILR). Поэтому необходим дополнительный механизм, чтобы уменьшить угловой момент вращения газа, находящегося на расстоянии 100 — 1000 пк от центра, и транспортировать газ в область действия гравитационных сил центральной сверхмассивной черной дыры (Комб, 2001). Изящным решением задачи о переносе вещества к активному ядру является идея Шлосмана и др. (1989) о том, что в газовом диске (кольце) внутри крупномасштабного бара может образоваться еще один бар, который вновь формирует потоки газа в направлении ядра. Система из двух баров способна собирать межзвездный газ на масштабах в несколько килопарсек и концентрировать его на расстояниях 1 — 10 пк от центра.

Повышенный интерес к проблеме двойных баров связан с тем, что нечто похожее иногда видно на изображениях галактик с перемычками. Еще де Вокулер (1975) обнаружил бароподобную структуру, расположенную внутри крупномасштабного бара в NGC 1291. Систематическое наблюдательное изучение галактик с двойными барами было предпринято Бута, Кро-ке (1993), которые опубликовали первый список галактик с произвольной ориентацией внутреннего (второго) бара относительно внешнего (первого). Анализ формы изофот позволил обнаружить вторые бары на оптических и инфракрасных изображениях ряда галактик с перемычками (Возняк и др., 1995; Фридли и др., 1996; Лайне и др., 2002). Подробная библиография и список кандидатов в двойные бары, составленный по литературе, приводятся в работе Моисеева (20 016).

Хотя сейчас существует довольно большое количество работ по этой теме, динамическое поведение подобных звездных конфигураций не ясно. Мачиевски, Спарк (2000) показали принципиальную возможность существования замкнутых орбитальных петель, поддерживающих форму обоих баров, вращающихся с разной угловой скоростью. Похожие независимо вращающиеся структуры иногда появляются и в экспериментах по моделированию звездно-газовых галактических дисков (Пфеннигер, Норман, 1990; Фридли, Мартине, 1993). Численное изучение поведения газа в двойных барах представлено в работах Мачиевски и др. (2002) и Шлосман, Хеллер (2002). На рис. 1 показана схема галактики с двумя независимо вращающимися барами, которая стала практически общепринятой. р^ЦНИИ.

-''f '/.(ДИСК;

Рис. 1: Общепринятая схема изображения галактики с двумя барами в проекции на картинную плоскость. Выделено кольцо, соответствующее области внутреннего линд-бладовского резонанса внешнего бара. Пунктиром показаны основные направления ориентации изофот.

Следует заметить, что результаты численных экспериментов сильно зависят от принятой модели. Так Хоперсковым и др. (20 026) показано, что второй бар может периодически возникать лишь только на определенных этапах динамической эволюции галактики и практически сразу же он должен распадаться. Долгоживущий второй бар смоделировать пока не удается (Фридли, Мартине, 1993; Эрвин, Спарк, 2002). Для проверки противоречивых теоретических предсказаний требуются новые наблюдательные данные.

Многочисленные наблюдательные работы указывают на то, что в случае двойных баров мы, по-видимому, сталкиваемся с какой-то новой структурной особенностью галактик с перемычками. Однако подавляющее большинство этих работ основано только на фотометрических данных, когда на изображении галактики внутри внешнего бара видна некоторая протяженная структура. Формальное применение изофотного анализа (Возняк и др., 1995) позволяет некоторым авторам даже выделять «тройные бары» (Джунгвет и др., 1997; Фридли и др., 1996; Эрвин, Спарк, 1999), без какой-либо аргументации динамической устойчивости подобных конфигураций. Но наблюдаемые особенности фотометрической структуры таких галактик могут объясняться и менее экзотическими способами, без привлечения второго или третьего баров. Сплюснутый балдж, сложное распределение областей звездообразования и пыли в околоядерной области, эллиптическое кольцо в области резонансов большого бара — все это мо жет создать иллюзию присутствия второго бара на изображениях галактик (Фридли и др., 1996; Моисеев, 20 016). Для решения проблемы необходимы кинематические данные, т. е. измерения лучевых скоростей и дисперсии скоростей газа и звезд. Поскольку движение вещества в области баров заметно отличается от кругового, то большую помощь могут оказать методы панорамной спектроскопии, позволяющие строить двухмерные распределения лучевых скоростей и дисперсии лучевых скоростей в картинной плоскости. Подобные наблюдения возможны только на крупнейших телескопах, снабженных соответствующей аппаратурой. К их числу относится и б-м телескоп С АО РАН, на котором и была выполнена настоящая работа.

Цели и задачи исследования.

В работе поставлена задача детального изучения галактик-кандидатов в объекты типа «бар-в-баре» с целью решения вопроса о том, как наличие второго бара отражается на структуре и динамике центральной килопарсе-ковой области. Основной вопрос, который предстояло решить, это является ли второй бар, обнаруживаемый на изображениях галактик, независимо вращающейся динамически выделенной подсистемой. Для этого необходимо развить существующие методы панорамной спектроскопии, выбрать и разработать оптимальные алгоритмы обработки и анализа таких наблюдений, а также сравнить их с результатами численного моделирования галактик с перемычками. По сравнению с другими методами оптических наблюдений, панорамная спектроскопия дает возможность наиболее детально изучить особенности движений газовой и звездной подсистем в галактиках. Подобный наблюдательный материал необходимо собрать для возможно большего количества галактик с перемычками с целью статистического изучения феномена двойного бара.

Научная новизна.

Изготовлен новый многорежимный спектрограф 6-м телескопа SCORPIO (Spectral Camera with Optical Reducer for Photometrical and Interferometrical Observations). Спектрограф по эффективности в 4−6 раз превосходит существующие отечественные приборы этого класса и сравним с лучшими мировыми аналогами. Разработаны новые алгоритмы обработки наблюдений протяженных объектов со сканирующим интерферометром Фабри.

Перо (ИФП), позволившие полностью использовать преимущества ПЗС-матрицы в качестве детектора. Построены критерии применимости распространенных методов анализа полей скоростей для анализа наблюдаемой кинематики галактик с перемычками. Впервые получен однородный материал по двухмерной кинематике газа и звезд для выборки галактик с двойными барами. Показано, что второй (внутренний) бар, обнаруживаемый многими исследователями на прямых изображениях галактик, не является, вопреки общепринятому мнению, динамически выделенной звездно-газовой подсистемой.

Научная и практическая значимость работы.

Новый спектрограф — фокальный редуктор б-м телескопа SCORPIO и разработанные автором алгоритмы обработки наблюдательных данных позволили в несколько раз повысить эффективность метода наблюдений с интерферометром Фабри-Перо, как по пропусканию, так и по точности измерения лучевых скоростей. SCORPIO с интерферометром Фабри-Перо может использоваться (и уже используется) для изучения кинематики различных протяженных астрофизических объектов (туманности, галактики, шаровые и рассеянные звездные скопления и т. д.). Развитый автором комплексный подход к изучению структуры и кинематики галактик с перемычками, включающий в себя анализ полей лучевых скоростей, дисперсии скоростей, оптических и ИК изображений, может использоваться для детального исследования различных типов галактик со сложной морфологической структурой (активные галактические ядра, взаимодействующие и сливающиеся галактики, галактики с полярными кольцами).

Основные результаты, выносимые на защиту.

1. Метод панорамной спектроскопии с интерферометром Фабри-Перо в новом спектрографе SCORPIO с квантовой эффективностью системы в 4 раза превосходящей старый вариант. Алгоритмы, позволившие существенно повысить точность измерения лучевых скоростей и довести ее до 2−3 км/с.

2. Метод определения геометрии движений газа и звезд в околоядерных областях галактик (бар, наклонный диск), основанный на анализе результатов численного моделирования.

3. Результаты детальной панорамной спектроскопии 13 галактик с перемычками на б-м телескопе САО РАН — двухмерные распределения лучевых скоростей и дисперсии скоростей звезд в околоядерных областях, крупномасштабные поля скоростей ионизованного газа, кривые вращения газа и звезд. Данные поверхностной фотометрии для этих галактик, полученные на б-м телескопе (САО РАН) в фильтрах V и R и на 2.1-м телескопе (обсерватория OAN, Мексика) в фильтрах JHK'.

4. Вывод о том, что «галактики с двойными барами» не являются отдельным типом галактик, а представляют из себя объекты с сильно различной морфологией околоядерных областей. Внутренняя «баро-подобная» структура, обнаруживаемая на изображениях таких галактик, никак не связана с динамически выделенным вторым баром.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Zasov A.V., Moiseev A.V., «Nuclear kpc-sized disks of spiral galaxies» // 1999, in «Activity in galaxies and related phenomena», (eds. Terzian et al.), IAU Syposium 194, San Francisco: ASP, p. 279−284.

2. Моисеев А. В., Мусцевой В. В. «Влияние эффекта проекции на наблюдаемые поля скоростей газа в галактиках с перемычками» // 2000, Письма в Астрон. журн., том 26, с. 657−664.

3. Moiseev A.V. «Measurement of radial velocities and velocity dispersion of stars in circumnuclear regions of galaxies using the 2D spectroscopy technique» // 2001, Bull. Spec. Astrophys. Obs., vol. 51, p. 11−20.

4. Moiseev A.V. «Velocity dispersion of stars and gas motion in double-barred galaxies» // 2001, Bull. Spec. Astrophys. Obs., vol. 51, p. 140−150.

5. Afanasiev, V.L., Dodonov S.N., Moiseev A.V. «Kinematics of circumnuclear regions of galaxies: 2D spectroscopy on SAO RAS 6m telescope» // 2001, in «Stellar dynamics: from classic to modern» (eds. Osipkov et al), Saint Petersburg, p. 103−109.

6. Moiseev A.V., Afanasiev V.L. «Stellar and gaseous kinematics of double-barred galaxies «// 2001, in «Stellar dynamics: from classic to modern» (eds. Osipkov et al.), Saint Petersburg, p. 117−120.

7. Khoperskov A.V., Moiseev A.V., Chulanova E.A., «Dynamical modeling of SB galaxies» 11 2002, Bull. Spec. Astrophys. Obs., vol. 52, p. 135−144.

8. Moiseev A.V., Valdes J.R., Chavushyan V.H., «2D spectroscopy of double-barred galaxies» // 2002, in «Galaxies: the third dimension» (eds Rossado et al.), ASP Conf. Ser., vol. 264, p. 232−239, (astro-ph/202 192).

9. Moiseev A.V., Afanasiev, V.L., Dodonov S.N., «Fabry-Perot observations at the 6m telescope» // 2002, in «Galaxies: the third dimension» (eds. Rossado et al.), ASP Conf. Ser., vol. 264, p. 147−148, (astro-ph/202 193).

10. Моисеев А. В., «Обработка ПЗС-наблюдений со сканирующим интерферометром Фабри-Перо» // 2002, препринт САО, Н. Архыз, № 166, с. 1−20 (принято к печати в Bull. Spec. Astrophys. Obs.).

11. Моисеев А. В., Валдес Х. Р., Чавушян В. О., «Структура и кинематика галактик с двойными барами. I. Наблюдения.» J/ 2002, препринт САО, Н. Архыз, № 171, с. 1−40.

12. Моисеев А. В. «Панорамная спектроскопия галактик с двойными барами» // 2002, препринт САО, Н. Архыз, № 173, с. 1−18 (принято к печати в Письма в Астрон. журн., 2002, т. 28).

Личный вклад автора.

Задача изучения галактик с двойными барами сформулирована автором. Идея использования двухмерных распределений дисперсии лучевых скоростей звезд принадлежит В. Л. Афанасьеву. Все наблюдательные данные на 6-м телескопе получены и обработаны лично автором. В работах [8] и [11] автору принадлежит постановка проблемы, выполнение спектральных и фотометрических наблюдений на 6-м телескопе, анализ и обсуждение результатов. Соавторами (В.О. Чавушяном и Х.Р. Валдесом) выполнены фотометрические наблюдений на 2.1-м телескопе в ближнем инфракрасном диапазоне и их первичная обработка. В создании нового спектрографа SCORPIO вклад автора равноценен с остальными участниками проекта. Новые алгоритмы обработки наблюдений с интерферометром Фабри-Перо со SCORPIO разработаны и программно реализованы автором. В работе [2] автору принадлежит постановка проблемы и анализ модельных полей скоростей, обсуждение результатов проводилось совместно В. В. Мусцевым. В работе [7] автору принадлежит постановка задачи по изучению проекций модельных распределений дисперсии скоростей звезд на картинную плоскость, само динамическое моделирование выполнено А. В. Хоперсковым и Е. А. Чулановой. В работах [1], [5], [6] и [9] вклад всех соавторов равноправен.

Апробация результатов.

Основные результаты диссертации докладывались на семинарах и конкурсах научных работ в С АО РАН, на коллоквиуме «Двухмерная спектроскопия галактических и внегалактических туманностей» (САО, 2000), а также на одной всероссийской и 4-х международных конференциях:

1. Joint European and National Astronomical Meeting (JENAM-2000), Москва, 2000.

2. «Stellar dynamics: from classic to modern», Санкт-Петербург, 2000.

3. Всероссийская астрономическая конференция (ВАК-2001), Санкт-Петербург, 2001.

4. «Galaxies: The third dimension», Мексика, 2001.

5. «Chemical and dynamic evolution of stars and galaxies», Одесса, 2002.

Краткое содержание диссертации.

Диссертация состоит из Введения, 4-х глав, Заключения и Приложениясодержит 48 рисунков, 10 таблиц. Список цитируемой литературы включает 164 наименования. Общий объем диссертации — 170 страниц.

Основные выводы главы 3.

1. На 6-м телескопе выполнена панорамная спектроскопии выборки объектов — кандидатов в галактики с двойными барами. Построены двухмерные распределения лучевых скоростей и дисперсии скоростей звезд в околоядерных областях, крупномасштабные поля скоростей ионизованного газа, кривые вращения газа и звезд. Данные поверхностной фотометрии для этих галактик, получены на 6-м телескопе в фильтрах V и R и на 2.1-м телескопе в фильтрах J, H и К', а также взяты из архива Космического телескопа HST.

2. В исследованных галактиках обнаружены различные типы некруговых движений звезд и ионизованного газа, связанные как с крупномасштабным баром, так и с другими особенностями структуры отдельных галактик, такими как:

• различие в положении динамического и фотометрического центра в NGC 470.

• противовращение газа и звезд в центре NGC 3945.

• полярный газовый диск в NGC 5850 и звездно-газовый полярный диск в NGC 2681.

• мини-бары в NGC 3368 и NGC 3786.

• динамически выделенный околоядерный газопылевой диск с мини-спиральной структурой в NGC 4736 и NGC 6951.

3. Все некруговые движения газа и звезд, наблюдающиеся в галактиках выборки, могут быть объяснены без привлечения второго внутреннего бара в качестве дополнительного динамического компонента.

Глава 4.

Анализ общих особенностей проявлений баров.

Итак, вы видите, что ничего не видно. А почему ничего не видно — вы сейчас увидите «(приписывается Э. Резерфорду) В этой главе проверяется возможность того, что объекты выборки, рассмотренной в предыдущей главе, обладают некоторыми общими признаками, которые могут быть связаны с динамически выделенным вторым баром. В разделе 4.1 двухмерные распределения дисперсии лучевых скоростей звезд анализируются путем разложения в ряд Фурье по азимутальному углу. В разделе 4.2 обсуждается природа некруговых движений в околоядерных полях скоростей в галактиках выборки. В разделе 4.3 изучаются мини-спиральные структуры, обнаруживаемые внутри крупномасштабных баров на изображениях галактик. Здесь рассматриваются как объекты описанные в главе 3, так и другие кандидаты в галактики с двойными барами известные по литературе. В разделе 4.4 критически рассматривается морфология всех известных галактик — кандидатов в объекты с двойными барами. В разделе 4.5 суммируются результаты наблюдательного изучения галактик с двойными барами.

4.1 Распределения дисперсии скоростей звезд.

В главе 2 на основе карт дисперсии лучевых скоростей звезд, построенных для различных углов ориентации диска и бара было показано, что внутри бара дисперсия лучевых скоростей звезд сг* распределена симметрично относительно большой оси перемычки.

К сожалению, наблюдаемые свидетельства проявления анизотропии дисв).

10 1 234 567 123 456.

ДХ, (угл. секунды) R, (угл. секунды) m.

Рис. 4.1: Фурье-анализ распределения поля дисперсии лучевых скоростей звезд в галактике NGC 2950: (а) — поле дисперсии скоростей, (б) — радиальная зависимость позиционного угла максимума 2-й гармоники в Фурье-спектре ст*, (в) — средняя амплитуда гармоник Фурье-спектра сг*. персии скоростей в распределении сг* крайне немногочисленны. Серия работ Корменди (1982, 1983) представляет собой пример наиболее последовательного подхода к проблеме изучения анизотропии дисперсии скоростей в галактиках с перемычками. Большинство же авторов ограничивается измерением <т* вдоль одного-двух направлений щели спектрографа. Двухмерные карты сг*, используемые в настоящей работе, значительно более информативны. На рис. 4.1 (а) показаны изолинии распределения сг* в центре NGC 2950, которые образуют вытянутую структуру, несимметричную относительно линии узлов. Другие примеры наблюдаемых распределений сг* приведены в Приложении, А на рисунках А.1-А.13.

Для количественного описания отклонения распределения сг* от осесим-метричного в работе Моисеева (20 026) было предложено использовать разложение наблюдаемого поля дисперсии скоростей в ряд Фурье по позиционному углу РА: а*(г, РА) = Ао (т-) +? Mr) cos (m PA + фт (г)) (4.1) m=1.

Здесь г — расстояние от центра в картинной плоскости, Ат, фт — амплитуда и фаза гармоники с номером т, a TV = 6 — 8 — максимальное число гармоник. Применяемая методика близка к используемой Ляховичем и др. (1997) для анализа полей скоростей, но отличается от нее тем, что разложение в ряд проводится по РА, а не по азимутальному углу в плоскости галактики. Кроме того, в упомянутой статье и в последующих работах (к примеру, Фридман и др., 2001) показано, что для поля скоростей газового.

О 50 100 150 200 0 50 100 150 200 0 50 100 150 200.

РА (Диск) РА (Бар 1) РА (Бар 2).

Рис. 4.2: Соотношение между позиционным углом 2-й гармоники в распределении дисперсии скоростей и позиционным углом диска (а), и обоих баров — (б), (в). Пунктир соответствует линейной зависимости. диска спиральной галактики основные гармоники разложения связаны с пространственными компонентами вектора скорости. В случае анализа полей сг* автор пока не может предложить столь ясную физическую интерпретацию Фурье-спектра, хотя бы потому, что в изучаемых центральных областях наблюдается суммарный вклад балджа и диска с баром. Но так как моделирование показывает, что в баре изоконтуры <т* образуют некоторую эллипсоидальную структуру, то это должно соответствовать ситуации, когда максимальную амплитуду в (4.1) имеет гармоника т = 2 и, возможно, последующие четные гармоники. А направление большой оси этой структуры соответствует линии максимума 2-й гармоники: РА2 = —^2/2 ± 180°.

Поля дисперсии скоростей разбивались на кольца с центром, совпадающим с фотометрическим центром изображения в континууме. Чтобы обеспечить достаточное количество точек в соотношении (4.1), каждый элемент изображения разбивался на четыре, размером 0.5×0.5″. Эксперименты с анализом различных изображений показали, что подобная процедура не вносит существенных искажений в спектр первых гармоник, во всяком случае для т < 4 — 5. Позиционный угол оси симметрии в распределении дисперсии скоростей определялся как среднее значение на зависимости PA 5″ в поле дисперсии скоростей мало пар диаметрально противоположных точек из-за чего и нарушается спектр четных гармоник..

На изображении галактики с двойным баром можно выделить три основных направления ориентации изофот — это позиционный угол диска Р, А (диск) и позиционные углы баров РЛ (Бар 1) и РА (Вар 2), показанные на рис. 1 (см.

Введение

). В соответствии с вышеизложенными соображениями, если имеется два динамически независимых бара, то каждое из этих направлений должно являться осью симметрии в видимом распределении сг* на соответствующей шкале расстояний. Что же реально определяет распределение дисперсии скоростей в центральной области? Для ответа на этот вопрос были рассмотрены соотношения между позиционным углом оси симметрии поля дисперсии скоростей РАч и этими тремя направлениями (рис. 4.2). На этом рисунке приведены данные только для тех 7-ми объектов выборки, в которых на радиусах г = 1 — 6″ доминирует 2-я гармоника в Фурье-спектре азимутального распределения ег*. (NGC 470, 2273, 2681, 2950, 3945, 5566 и 5905). Видно, что в этих галактиках направление РА2 в околоядерной области (г < 5 — 6″) совпадает (в пределах ошибок) только с позиционным углом внешнего бара и не связано ни с ориентацией большой оси внутреннего бара (рис. 4.2в), ни с линией узлов диска (рис. 4.2а)..

Поскольку наблюдались центральные области галактик в основном ранних морфологических типов, то значительный вклад в дисперсию скоростей должны вносить звезды сферической составляющей — балджа. Но если балдж точно сферический, то он будет влиять только на амплитуду 0-й гармоники, поскольку разложение (4.1) проводится по углу в картинной плоскости. Если балдж сплюснутый, но сфероидальный, то это приведет к увеличению амплитуды 2-й гармоники, линия максимума которой должна совпадать с линией узлов диска, поскольку тип симметрии наблюдаемого распределения а* будет аналогичен случаю диска с другим значением видимого отношения осей. Но рис. 4.2а показывает отсутствие корреляции между РА2 и направлением линии узлов. Если же балдж трехосный, то в проекции на картинную плоскость он будет давать поворот изофот в центральной области (Возняк и др., 1995) и будет трудно отличим от внутреннего бара. Но рис. 4.2 В показывает отсутствие корреляции между направлениями оси симметрии дисперсии скоростей и позиционным углом внутренних изофот..

Итак, оказывается, что положение линии максимума 2-й гармоники в разложении поля дисперсии скоростей связано только с внешним баром. И этот крупномасштабный бар определяет динамику звездной составляющей даже в тех областях, где наблюдается поворот изофот, который приписывается второму бару..

Заключение

уродливые факты убивают красивые гипотезы. «.

Т. Гексли).

По мнению автора, одной из основных проблем наблюдательной внегалактической астрономии, в отличии от, скажем, исследований Солнечной системы или даже нашей Галактики, является невозможность увидеть изучаемые объекты «в объеме». Действительно, мы видим только двухмерную проекцию трехмерных галактик на картинную плоскость. Аналогичная ситуация и с измерением скоростей — поскольку внутренние собственные движения чрезвычайно малы, то измерениям доступна только проекция скоростей звезд и газовых облаков на луч зрения. И что бы представить себе реальное пространственное строение галактики, нам приходится «додумывать» его, исходя из тех или иных моделей. Поэтому и возникает ряд неопределенностей при изучении строения столь сложных объектов к которым относятся и галактики с перемычками. Проблема так называемых «двойных баров» — яркий пример такого рода неопределенности. В данной работе мы постарались показать, что только использование максимально возможного количества доступной наблюдательной информации, прежде всего, двухмерных распределений лучевых скоростей и дисперсии скоростей позволяет разобраться с пространственной структурой галактик с перемычками..

Кратко перечислим основные результаты, полученные в данной работе..

1. Изготовлен новый многорежимный спектрограф 6-м телескопа SCORPIO, в 4−5 раз превосходящий по эффективности существующие отечественные приборы этого класса и сравнимый с лучшими мировыми аналогами..

2. Исследованы возможности прибора SCORPIO при наблюдениях со сканирующим интерферометром Фабри-Перо. Детально рассмотрены различные источники ошибок измерения лучевых скоростей при подобных наблюдениях. Разработан пакет программ, позволяющий корректно учесть влияние атмосферы при таких наблюдениях с ПЗС в качестве детектора и этим существенно повысить точность измерения лучевых скоростей..

3. Исследованы возможности спектрографа MPFS для изучения движений звездного компонента галактик. Разработана методика учета вариации аппаратного контура по полю, позволяющая уверенно строить двухмерные карты дисперсии скоростей. Написан пакет программ для построения карт лучевых скоростей и дисперсии скоростей звезд в галактиках..

4. На основе анализа результатов нелинейного численного моделирования течений газа в баре показано, что использование формальной модели движений по круговым орбитам при анализе поля скоростей может привести к неверному выводу о присутствии наклонного диска в центре галактики. Только сравнение взаимных ориентаций фотометрической и динамической осей позволяет отличить бар от наклонного диска..

5. На основе результатов динамического моделирования методом N-тел, построены карты распределения дисперсии скоростей вдоль луча зрения для различных взаимных ориентации диска и бара. В большинстве случаев на картах дисперсии лучевых скоростей четко выделяются вытянутые образования, симметричные относительно большой оси бара..

6. Проведена панорамная спектроскопии выборки объектов — кандидатов в галактики с двойными барами. Использование этого материала, вместе с данными оптической и ИК поверхностной фотометрии позволило обнаружить и изучить различные типы некруговых движений звезд и ионизованного газа, связанные как с крупномасштабным баром так и с другими особенностями структуры отдельных галактик на масштабе центрального килопарсека, такими как полярные мини-диски, противовращающийся газовый диск, мини-спиральные структуры..

Т. В полях скоростей звезд и ионизованного газа и в полях дисперсии лучевых скоростей звезд в галактиках рассматриваемой выборки не удалось обнаружить влияния динамически независимого второго внутреннего бара. Оказалось, что только крупномасштабный бар определяет движение звездной и газовой подсистем даже в тех областях, где наблюдается поворот изофот, который приписывается второму бару..

8. Около половины всех кандидатов в галактики с двойными барами содержат внутри крупномасштабного бара газо-пылевую мини-спираль, размером несколько сотен парсек. Предложен механизм, объясняющий связь баров с этими спиралями..

9. Показано, что «второй бар», обнаруживающийся по изменению формы внутренних изофот на изображениях галактик, не является реальной, динамически выделенной галактической подсистемой..

И в заключение, необходимо заметить следующее. Когда в 1999 г. мы решили наблюдательно исследовать движения газа и звезд в галактиках с «двойными барами», нам казалось, что подтвердить общепринятую модель строения таких галактик достаточно просто — надо только получить двухмерные распределения лучевых скоростей и их дисперсии. Эти данные мы надеялись использовать для построения согласованной модели поступления газа в область «центральной машины» активных галактик. Однако в результате проделанной работы оказалось, что, так называемый «второй бар», не может претендовать на роль «транспортера» газа к активному галактическому ядру..

Благодарности.

Автор считает приятным долгом поблагодарить своего научного руководителя B.JI. Афанасьева за помощь и постоянный интерес к данной работе, а также за ту свободу действий, наблюдений и интерпретаций, которой автор пользовался на протяжении всего времени работы над диссертацией. Кроме того, все наблюдения на б-м телескопе, описываемые в диссертации, выполнялись на приборах, в проектировании и изготовлении которых ведущая роль принадлежала B.JI. Афанасьеву. В то же время, спектрограф SCORPIO не смог бы появится на 6-м телескопе без согласованных усилий целого коллектива научных работников, инженеров и рабочих САО РАН, из которых особенно хочется поблагодарить В. В. Веретенова, С. Н. Додонова, С. Р. Желенкова, Е. И. Перепелицына и В. И. Фатеева. Автор благодарен своим коллегам из Мексики Х. Р. Вальдесу и В.О. Ча-вушяну получившим столь необходимый в работе наблюдательный материал в ближнем ИК диапазоне. Анализ модельных течений газа в барах проводился совместно с В. В. Мусцевым, всегда являвшим автору достойный пример стойкости и целеустремленности в решении поставленных перед собой задач. Описанное в работе динамическое моделирование методом.

N-тел было выполнено А. В. Хоперсковым, с которым многократно обсуждались различные аспекты наблюдаемой морфологии галактик с перемычками. В. И. Корчагин обратил внимание автора на мини-спиральные образования в галактиках. Проблемы, связанные с этими околоядерными спиралями многократно, и, хочется надеяться, с обоюдной пользой, обсуждались также с Н. В. Орловой. Многие спорные проблемы, возникающие при интерпретации наблюдаемых в галактиках структур, обсуждались автором с O.K. Сильченко. Хотя далеко не всегда автор с ней соглашался, однако своими статьями она оказала большое влияние на данную работу. Ряду полезных замечаний и дополнений автор обязан JI.B. Шаляпиной и А. А. Смироновой..

Автор благодарит всех своих друзей и коллег из САО РАН, Б АО, ГАИШ, СПбГУ, КГУ и ВолГУ, которые так или иначе помогали в выполнении данной работы. В процессе работы использовалась База внегалактических данных НАСА/ИПАК (NED) управляемая Лабораторией реактивного движения Калифорнийского технологического института по контракту с Национальным Управлением Аэронавтики и Космонавтики (США), и французские базы данных HYPERCAT и LED А. В работе использовался наблюдательный материал, полученный на 6-м телескопе САО РАН, финансируемом Миннауки РФ (регистрационный номер 01−43) и данные Хаббловского космического телескопа НАС А/ЕС А, взятые из архива Института космического телескопа, управляемого Ассоциацией университетов для исследований в астрономии Inc. на основании контракта с НАСА. Работа поддерживалась грантами РФФИ и федеральной программой «Астрономия» (Проект 1.2.3.1)..