ПОЗАГАЛАКТИЧНА АСТРОНОМІЯ - ЮРІЙ КУДРЯ 2016

РОЗДІЛ 3

ПОВЕРХНЕВА ФОТОМЕТРІЯ ГАЛАКТИК

3.11.Центральні області галактик

Ядерні області галактик є дуже цікавими для дослідження. Ядра деяких з них виявляють нетеплову активність (сейфертівські галактики, квазари тощо), яку можна пояснити наявністю надмасивних компактних об’єктів (чорних дір), що впливають на динамічні процеси у навколоядерній області. Уявлення про структуру центральних областей галактик в останні роки істотно змінилися. Космічний телескоп Габбла дав змогу дослідити ці області в декількох десятках галактик із раніше недосяжним у наземних спостереженнях лінійним розділенням у декілька парсек.

Для галактик ранніх типів розподіл поверхневої яскравості поблизу ядра наближено апроксимують степеневим законом I (r) ∞ r-γ. Типовим є випадок із γ > 0,5, але іноді спостерігаються і плоскі ядра з γ < 0,3.

На рис. 3.7 показані ізофоти центральної області типової галактики (γ > 0,5) NGC 3115. Зображення отримане на космічному телескопі Габбла за допомогою камери WFPC-1 у фільтрі F555W. Крок ізофот — 0m,44, одиниці вимірювання положення — кутові секунди дуги. Суттєве згущення ізофот до центру свідчить про швидке зростання поверхневої яскравості, що характерно для степеневого закону.

Профілі яскравості для галактик з різними типами центральних областей показано на рис. 3.8. Галактика NGC 596 (1) демонструє типовий степеневий профіль, a NGC 1399 (2) — плоске ядро. Залежності отримано за допомогою спостережень на Космічному телескопі Габбла. Неперервні лінії — результат апроксимації спостережних даних так званим законом Нукера:

де α, β, γ, Ib, rb — параметри.

Рис. 3.7. Ізофоти центральної області галактик NGC 3115

Радіус ядра rc, звичайно, визначається половиною центральної інтенсивності: I(rc) = I(0) / 2 .

Плоскі ядра галактик ранніх типів досі вважалися нормою, оскільки їм відповідають прості динамічні моделі розподілу зір (наприклад, ізотермічна сфера). Якщо прийняти, що при r = 0 відсутня компактна маса, то природно вважати, що всі фізичні характеристики поблизу цієї точки змінюються плавно, без особливостей. Тоді функцію I (r) можна розкласти в ряд Тейлора (за парними степенями r). У такому разі кажуть, що галактика має аналітичне ядро. Спостереження за допомогою Космічного телескопа Габбла показали, що аналітичні ядра у реальних галактиках трапляються дуже рідко. Зокрема, з’ясувалося, що плоскі ядра (γ < 0,3) є лише в яскравих галактиках з MV ≤ -22, а

галактики зі степеневим законом у центрі (γ > 0,5) у середньому слабкіші (MV ≥ -20,5). У галактиках проміжної світності (від -20,5 до -22) спостерігаються обидва типи профілів. У більшості випадків градієнт поверхневої яскравості суттєво відрізняється від нуля при r → 0 . Неаналітичні ядра узгоджуються із сучасними уявленнями про надмасивний центральний об’єкт у ядрі галактики.

Як йшлося раніше, у центральних областях спіральних галактик спостерігається відхилення від експоненціального профілю, як у бік збільшення яскравості, так і у бік її зменшення.

Рис. 3.8. Розподіл поверхневої яскравості у центральних областях NGC 596 (1) та NGC 1399 (2)





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити