moisav (moisav) wrote,
moisav
moisav

Categories:

Семинар ИНАСАН и проблемы эллиптических галактик

http://www.inasan.rssi.ru/cgi-bin/seminar/lseminar.pl

Дата: 8 октября 2015 г., 11:00
Докладчик: Н.С. Лыскова (ИКИ РАН)
Название доклада: " Методы определения масс эллиптических галактик, применимые для больших обзоров (представление кандидатской диссертации) "

Краткое содержание доклада:
Точное определение масс большого количества галактик на разных красных смещениях имеет важнейшее значение для понимания процессов их формирования и эволюции со временем. Для подобных задач целесообразно иметь простые и надёжные методы, которые позволяют из минимального набора наблюдательных данных получить несмещённую оценку массы с известным и умеренным разбросом. В настоящей работе проведено комплексное изучение подобных методов оценки масс эллиптических галактик и исследована область их применения. На большой выборке модельных галактик, полученных в результате численного моделирования космологической эволюции структуры Вселенной, продемонстрирована результативность методов в режимах, имитирующих панорамные и длиннощелевые наблюдения. Проведены оценки полной массы, вклада нетепловой компоненты в полное давление газа и доли тёмной материи в NGC 708, NGC 1129, NGC 1550, UGC 3957 и NGC 4125, являющиеся центральными в скоплениях/группах галактик. Обсуждается также перспектива использования локального значения дисперсии лучевых скоростей на радиусе R_2, на котором профиль поверхностной яркости убывает как R-2, в качестве индикатора полной массы галактик.


В прошлом году я так и не нашел времени рассказать о нашей совместной статье, составляющей, судя по аннотации, заметную часть завтрашнего доклада Натальи. Так что воспользуюсь поводом.

Давно искал специалистов, чтобы заняться звездной динамикой эллиптических галактик - у нас на 6-м телескопе такие весьма эффективны: есть хорошие спектрографы, а качество изображений, диктуемых атмосферой малосущественны. Но собственные интересы лежали несколько в стороне, важно было подключить сильных теоретиков. И вот, на проходившей у нас осенью 2010 г. конференции  ВАК-2010 нам удалось договориться о взаимодействии с рентгеновским астрономам Евгением Чуразовым из ИКИ. Начались наблюдения, а Наталья Лыскова, тогда еще студентка Евгения, подключилась к их интерпретации.

Проблема скрытой масса и наличия темной материи в эллиптических галактиках стоит едва ли не острее, чем в спиральных. Но построить распределение массы здесь сложнее, так как кроме "кривой вращения" (изменения скорости вращения с расстоянием) надо учитывать еще и хаотические движения звезд, причем величина дисперсии скоростей в этих "звездных колобках" может даже превышать скорость вращения. И измерять надо абсорбционные линии звезд, даже на крупных телескопах речь идет о многочасовых экспозициях. С тонкими газовыми дисками спиральных галактик проще (последние дни, в связи с нобелевской неделей,  с удивлением узнал из ленты, что многие прочили нобелевку Рубин с Фордом за плоские кривые вращения галактик, что более чем преждевременно). С другой стороны, для  эллиптических галактик в центрах групп и скоплений массу измеряют по наблюдениям с орбитальных рентгеновских телескопах, которые видят вокруг них горячий (миллионы Кельвинов!) разряженный газ. Измеряется профиль плотности, температуры  - тогда из уравнения гидростатики восставанавливаем гравитационный потенциал, в котором газ "висит". И оказывается, что тяготеющая масса многократно больше и массы газа и звезд галактики -- очередное указание на наличие "темной материи". Просто, красиво -- самое то для новых рентгеновских обзоров неба. Но есть одно "НО". А можно ли ли вообще применять гидростатику к межгалактическому газу, падающему в потенциальные ямы (галактики)?

Одна из изученных нами галактик UGC 3957: рентгеновское изображение (цветное), то как она выглядит на снимках 6-м телескопа САО РАН (и положение щели спектрографа) и результат спектральных наблюдений: радиальные изменения плотности звезд, лучевой скорости и дисперсии скоростей:



Это мы и проверяли. Наталья с коллегами разработали очень изящный метод  "взвешивания" эллиптических галактик на основе данных оптической спектроскопии. Оказалось, что есть некоторый внешний радиус для которого совпадают оценки массы, полученные в самом широком кругу предположений о внутреннем строении и динамики самих галактик. Метод простой с вычислительной точки зрения и универсальный, в пределе применим даже к плоским звездным дискам! Мы провели серию таких наблюдений, измерили массу согласно тому, что дает звездная динамика, а потом сравнили с тем, что дает гидростатика рентгеновского газа. И оценки совпали, что в реальных галактиках, что в "искусственных" (результатах численных моделей, которые космологи строят на суперкомпьютерах). Так что во-первых, можно продолжать смело пользоваться рентгеновскими данными для измерений скрытой массы, во вторых - имеется универсальный способ "взвешивать" галактики по оптическим наблюдениям. Ну а в третьих, это очередной вызов алтернативным теориям (без темной материи) - они тоже должны правильно описывать наблюдения.
Tags: БТАшное, астро-результаты, научпоп, своя наука
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 8 comments