Каталог галактических пустот

Создание каталога близких пустот и населяющих их галактик

Целью данной работы являлось создание каталога близких пустот и населяющих их галактик. Пустоты (войды) - элементы космической паутины, видимой в распределении материи, занимают более 75% объема Вселенной, но содержат лишь 15% ее массы. Наблюдаемые свойства пустот и их галактик являются важной частью данных для сопоставления с предсказаниями формирования и эволюции структур в современных космологических моделях. В частности, в моделях имеются указания на возможные отличия свойств галактик в войдах и таких же галактик, находящихся в более плотном окружении.

В силу наблюдательной селекции, более ранние работы по этому направлению относятся к достаточно далеким войдам (D=80-200 Мпк) и их более ярким галактикам (с голубыми абсолютными величинами M_B в диапазоне [-16, -20]). Свойства маломассивных карликов в пустотах известны плохо, и пока изучены только для одной из близких пустот. Для изучения наименее массивных галактик войдов и тонкой структуры войдов, необходимо иметь их выборку в достаточно близкой окрестности. Однако, создание такой выборки затруднено ввиду относительно большого вклада так называемых пекулярных скоростей в хаббловские скорости в ближней Вселенной. В первом приближении в нашей работе эту проблему удалось обойти.

Результатом данной работы является каталог 25-ти войдов, расположенных на расстояниях до 25 Мпк от нашей Галактики, и покрывающих всю небесную сферу. Войды ограничены «большими» галактиками, которые в ближнем ИК диапазоне имеют абсолютные величины M_K ярче, чем -22.0 зв. величина (что  соответствует 20 млрд. светимостей Солнца в этом диапазоне). Диапазон наибольших размеров войдов - от 14 до 35 Мпк. Внутри войдов находится 1354 галактики с абсолютными звездными величинами в голубом фильтре M_B в диапазоне [-8, -19.5] и медианным значением M_B около -15. Из них, 1088 объектов - «внутренние» галактики войдов, с расстояниями до «больших» галактик более 2 Мпк. Каталог галактик включает их основные параметры (координаты, расстояния, видимый блеск и абсолютные величины), а также их поисковые карты. В работе кратко описаны статистические свойства галактик близких войдов, включая морфологию и долю галактик ранних типов (эллиптических и похожих на них), скучивание, содержание межзвездного газа.

Представленный каталог является базой для изучения свойств маломассивных галактик в пустотах и сравнения их свойств с теоретическими моделями, а также для изучения подструктуры войдов, которая, в рамках современной парадигмы, включающей темную материю, должна зависеть от свойств темной материи. Интересно то, что около 200 галактик близких войдов попадает в Местный Объем (т.е. область с расстояниями менее 11 Мпк от нас), что дает дополнительные возможности их детального изучения, включая их индивидуальные звезды. Кроме того, мы показываем потенциальные возможности этой выборки для поиска необычных, наиболее молодых карликов ближней Вселенной.

На рисунках 2 и 3 показаны в сверхгалактических координатах SGX, SGY, SGZ изображения некоторых из описанных близких войдов.

Рис.1. Распределения всех галактик близких войдов и подвыборки «внутренних« галактик (штрихованная часть гистограмм). Слева направо: 1) Распределение абсолютных величин (светимостей) в B-полосе всех 1247 галактик с известными MB; 2) Распределение по расстояниям (в Мпк) от Местной группы всех 1354 галактик войдов. 3) Распределения DNN по расстояниям (в Мпк) до ближайшей большой галактики для всех 1354 галактик близких войдов. Рис.2. Показаны два наибольших войдах, названные по областям неба, на которые проецируются их центральные части. Зеленым показан войд в Змееносце-Стрельце-Козероге, а красным - в Раке-Малом Псе-Гидре. Черными точками показаны большие галактики, которые ограничивают выделенные войды. Желтым цветом показана так называемая Сверхгалактическая плоскость, к которой концентрируются галактики из окрестности Местной Группы (так называемый Местный слой). Рис.3. Показаны три небольших войда: красным – в Большой Медведице, синим – в Волопасе, и зеленым – в Деве-Волопасе.

Опубликовано: Pustilnik S.A., Tepliakova A.L., Makarov D.I. Void galaxies in the nearby Universe. I. Sample description, 2019, MNRAS, 482, 4329-4345 (https://arxiv.org/abs/1812.02785)