Κανονικοί γαλαξίες. Χωρική κατανομή των γαλαξιών Πώς κατανέμονται οι γαλαξίες στο σύμπαν

  • Ειδικότητα της Ανώτατης Επιτροπής Πιστοποίησης της Ρωσικής Ομοσπονδίας01.03.02
  • Αριθμός σελίδων 144

1 Μέθοδοι για τον προσδιορισμό των αποστάσεων από τους γαλαξίες.

1.1 Εισαγωγικές παρατηρήσεις.

12 Φωτομετρικές μέθοδοι.

1.2.1 Supernovae και novae.

1.2.2 Μπλε και κόκκινοι υπεργίγαντες.

1.2.3 Κηφείδες.

1.2.4 Κόκκινοι γίγαντες.

1.2.5 ΚΕ Λύρα.

1.2.6 Χρήση της λειτουργίας φωτεινότητας αντικειμένου.

1.2.7 Μέθοδος διακύμανσης φωτεινότητας επιφάνειας (8VR).

1.3 Φασματικές μέθοδοι.

1.3.1 Χρήση της εξάρτησης Hubble.

1.3.2 Χρήση της σχέσης Tully-Fisher (TP).

1.3.3 Χρήση της σχέσης Faber-Jackson.

1.4 Άλλες μέθοδοι.

1.5 Σύγκριση μεθόδων προσδιορισμού αποστάσεων.

2 Τα φωτεινότερα αστέρια στους γαλαξίες και η φωτομετρία τους.

2.1 Τα φωτεινότερα αστέρια στους γαλαξίες.

2.2 Μπλε και κόκκινοι υπεργίγαντες.

2.2.1 Βαθμονόμηση της μεθόδου.

2.2.2 Ακρίβεια της μεθόδου των φωτεινότερων αστεριών.

2.2.3 Μελλοντική μέθοδος των φωτεινότερων αστεριών.

2.3 Κόκκινοι γίγαντες και η μέθοδος TCSV.

2.3.1 Επίδραση της μεταλλικότητας και της ηλικίας.

2.3.2 Επίδραση των φωτεινών αστέρων SG και AGB και της πυκνότητας του αστρικού πεδίου στην ακρίβεια της μεθόδου TRGB.

2.4 Φωτομετρία αστεριών στους γαλαξίες.

2.4.1 Φωτογραφικές μέθοδοι.

2.4.2 Φωτομετρία διαφράγματος με PCVISTA.

2.4.3 Φωτομετρία με DAOPHOT.

2.4.4 Χαρακτηριστικά φωτομετρίας εικόνων HST.

2.5 Σύγκριση φωτομετρικής ακρίβειας διαφορετικών μεθόδων.

2.5.1 Σύγκριση φωτογραφικής και φωτομετρίας CCD.

2.5.2 Σύγκριση αποτελεσμάτων μεταξύ Zeiss-1000 και BTA.

3 Τοπικό σύμπλεγμα γαλαξιών και η χωρική δομή του.

3.1 Εισαγωγή.

3.2 Τοπικό σύμπλεγμα γαλαξιών.

3.3 Τοπική ομάδα γαλαξιών.

3.3.1 Galaxy ICIO.

3.3.2 Galaxy LGS3.

3.3.3 Galaxy DDO210.

3.3.4 Νέοι γαλαξίες της Τοπικής Ομάδας.

3.4 Ομάδα M81 + NGC2403.

3.5 Ομάδα IC342/Maffei.

3.6 Ομάδα M101.

3.7 Νέφος γαλαξιών CVn.

3.8 Κατανομή γαλαξιών στο Τοπικό σύμπλεγμα, ανισοτροπία ταχύτητας.

4 Δομή των γαλαξιών προς την κατεύθυνση του σμήνος προς τα μέσα

Παρθένος. Προσδιορισμός της σταθεράς Hubble.

4.1 Εισαγωγή.

4.2 Δομή του σμήνους γαλαξιών Virgo.

4.3. Προκαταρκτική επιλογή γαλαξιών ανά παραμέτρους.

4.4 Παρατηρήσεις και φωτομετρία αστεριών.

4.5 Ακρίβεια φωτομετρίας και μετρήσεων απόστασης.

4.6 Χωρική κατανομή γαλαξιών.

4.7 Προσδιορισμός της σταθεράς Hubble.

4.8 Σύγκριση αποτελεσμάτων.

5 Ομάδα NGC1023.

5.1 Εισαγωγή.

5.2 Ομάδα NGC1023 και η σύνθεσή της.

5.3 Παρατηρήσεις γαλαξιών στην ομάδα NGC1023.

5.4 Φωτομετρία αστεριών σε εικόνες BTA και HST.

5.5 Προσδιορισμός αποστάσεων από τους γαλαξίες της ομάδας.

5.5.1 Προσδιορισμός από τους λαμπρότερους υπεργίγαντες.

5.5.2. Προσδιορισμός αποστάσεων με βάση τη μέθοδο TRGB.

5.6 Το πρόβλημα του γαλαξία NGC1023a.

5.7 Κατανομή των αποστάσεων των γαλαξιών της ομάδας.

5.8 Προσδιορισμός της σταθεράς Hubble προς την κατεύθυνση του NGC1023.

6 Χωρική δομή ακανόνιστων γαλαξιών

6.1 Εισαγωγικές παρατηρήσεις.

6.2 Σπειροειδείς και ακανόνιστοι γαλαξίες.

6.2.4 Αστρική σύνθεση γαλαξιών.

6.3 Περιφέρεια γαλαξιών.

6.3.1 Γαλαξίες που είναι ορατοί «επίπεδοι» και «άκροι».

6.3.4 Όρια γαλαξιών.

6.4. Κόκκινοι γιγάντιοι δίσκοι και κρυμμένη μάζα ακανόνιστων γαλαξιών.

Εισαγωγή της διατριβής (μέρος της περίληψης) με θέμα «Χωρική κατανομή και δομή γαλαξιών με βάση τη μελέτη των φωτεινότερων αστεριών»

Διατύπωση του προβλήματος

Ιστορικά, στις αρχές του 20ου αιώνα, μια κυριολεκτική έκρηξη στη μελέτη των άστρων και των αστρικών σμηνών τόσο στον Γαλαξία μας όσο και σε άλλα αστρικά συστήματα δημιούργησε τη βάση πάνω στην οποία προέκυψε η ίδια η εξωγαλαξιακή αστρονομία. Η εμφάνιση μιας νέας κατεύθυνσης στην αστρονομία έλαβε χώρα χάρη στο έργο των Hertzsprung και Russell, Duncan και Abbe, Leavitt και Bailey, Shapley και Hubble, Lundmarck και Curtis, στο οποίο καθιερώθηκε μια σχεδόν σύγχρονη κατανόηση της κλίμακας του Σύμπαντος.

Στην περαιτέρω ανάπτυξή της, η εξωγαλαξιακή αστρονομία πήγε σε τέτοιες αποστάσεις όπου μεμονωμένα αστέρια δεν ήταν πλέον ορατά, αλλά όπως και πριν, οι αστρονόμοι που ασχολούνταν με την εξωγαλαξιακή έρευνα δημοσίευσαν έναν μεγάλο αριθμό έργων που με τον ένα ή τον άλλο τρόπο σχετίζονταν με αστρικά θέματα: με τον προσδιορισμό του φωτεινότητες αστέρια, κατασκευάζοντας κλίμακες απόστασης, μελετώντας τα εξελικτικά στάδια ορισμένων τύπων άστρων.

Η μελέτη των αστεριών σε άλλους γαλαξίες επιτρέπει στους αστρονόμους να λύσουν πολλά προβλήματα ταυτόχρονα. Αρχικά, διευκρινίστε την κλίμακα απόστασης. Είναι σαφές ότι χωρίς να γνωρίζουμε τις ακριβείς αποστάσεις, δεν γνωρίζουμε τις βασικές παραμέτρους των γαλαξιών - μεγέθη, μάζες, φωτεινότητες. Άνοιξε το 1929 Η σχέση του Hubble μεταξύ των ακτινικών ταχυτήτων των γαλαξιών και των αποστάσεων από αυτούς επιτρέπει σε κάποιον να προσδιορίσει γρήγορα την απόσταση από οποιονδήποτε γαλαξία με βάση μια απλή μέτρηση της ακτινικής του ταχύτητας. Ωστόσο, δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη μέθοδο εάν μελετάμε κινήσεις γαλαξιών εκτός Hubble, δηλ. κινήσεις γαλαξιών που δεν συνδέονται με τη διαστολή του Σύμπαντος, αλλά με τους συνήθεις νόμους της βαρύτητας. Σε αυτήν την περίπτωση, χρειαζόμαστε μια εκτίμηση της απόστασης που λαμβάνεται όχι από τη μέτρηση της ταχύτητας, αλλά από τη μέτρηση άλλων παραμέτρων. Είναι γνωστό ότι οι γαλαξίες σε αποστάσεις έως και 10 Mpc έχουν τις δικές τους ταχύτητες, οι οποίες είναι συγκρίσιμες με την ταχύτητά τους στη διαστολή Hubble του Σύμπαντος. Το άθροισμα δύο σχεδόν πανομοιότυπων διανυσμάτων ταχύτητας, το ένα από τα οποία έχει τυχαία διεύθυνση, οδηγεί σε παράξενα και εντελώς μη ρεαλιστικά αποτελέσματα εάν χρησιμοποιήσουμε την εξάρτηση Hubble κατά τη μελέτη της χωρικής κατανομής των γαλαξιών. Εκείνοι. και σε αυτή την περίπτωση δεν μπορούμε να μετρήσουμε αποστάσεις με βάση τις ακτινικές ταχύτητες των γαλαξιών.

Δεύτερον, δεδομένου ότι όλοι οι γαλαξίες αποτελούνται από αστέρια, μελετώντας την κατανομή και την εξέλιξη των άστρων σε έναν γαλαξία, απαντάμε κατά κάποιο τρόπο στο ερώτημα σχετικά με τη μορφολογία και την εξέλιξη του ίδιου του γαλαξία. Εκείνοι. οι πληροφορίες που λαμβάνονται για την αστρική σύνθεση του γαλαξία περιορίζουν την ποικιλία των μοντέλων που χρησιμοποιούνται για την προέλευση και την εξέλιξη ολόκληρου του αστρικού συστήματος. Έτσι, αν θέλουμε να μάθουμε την προέλευση και την εξέλιξη των γαλαξιών, είναι απολύτως απαραίτητο να μελετήσουμε τους αστρικούς πληθυσμούς διαφορετικών τύπων γαλαξιών στο βαθύτερο δυνατό φωτομετρικό όριο.

Κατά την εποχή της φωτογραφικής αστρονομίας, οι μελέτες των αστρικών πληθυσμών των γαλαξιών πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας τα μεγαλύτερα τηλεσκόπια στον κόσμο. Ωστόσο, ακόμη και σε έναν τόσο κοντινό γαλαξία όπως ο M31, ο αστρικός πληθυσμός είναι τύπου P, δηλ. κόκκινοι γίγαντες, ήταν στο όριο των φωτομετρικών μετρήσεων. Αυτός ο τεχνικός περιορισμός των δυνατοτήτων έχει οδηγήσει στο γεγονός ότι οι αστρικοί πληθυσμοί έχουν μελετηθεί λεπτομερώς και σε βάθος μόνο σε γαλαξίες της Τοπικής Ομάδας, όπου, ευτυχώς, υπάρχουν γαλαξίες σχεδόν όλων των τύπων. Στη δεκαετία του 1940, ο Baade χώρισε ολόκληρο τον πληθυσμό των γαλαξιών σε δύο τύπους: φωτεινούς νέους υπεργίγαντες (τύπου I), που βρίσκονται σε ένα λεπτό δίσκο, και παλιούς κόκκινους γίγαντες (τύπου P), που καταλαμβάνουν ένα πιο ογκώδες φωτοστέφανο. Αργότερα, οι Baade και Sandage επεσήμαναν την παρουσία της Τοπικής Ομάδας Πληθυσμού Τύπου ΙΙ σε όλους τους γαλαξίες, δηλ. παλιά αστέρια που ήταν καθαρά ορατά στην περιφέρεια των γαλαξιών. Στις φωτογραφίες πιο μακρινών γαλαξιών, ήταν ορατοί μόνο φωτεινοί υπεργίγαντες, τους οποίους το Hubble χρησιμοποίησε εκείνη την εποχή για να καθορίσει τις αποστάσεις από τους γαλαξίες κατά τον υπολογισμό της παραμέτρου διαστολής του Σύμπαντος.

Η τεχνολογική πρόοδος στη δεκαετία του '90 στην ανάπτυξη των μέσων παρατήρησης οδήγησε στο γεγονός ότι αρκετά αμυδρά αστέρια έγιναν διαθέσιμα σε γαλαξίες και εκτός της Τοπικής Ομάδας και κατέστη δυνατή η πραγματική σύγκριση των παραμέτρων των αστρικών πληθυσμών πολλών γαλαξιών. Ταυτόχρονα, η μετάβαση στους πίνακες CCD χαρακτηρίστηκε επίσης από μια παλινδρόμηση στη μελέτη των παγκόσμιων παραμέτρων της κατανομής του αστρικού πληθυσμού των γαλαξιών. Έχει γίνει απλώς αδύνατο να μελετήσουμε έναν γαλαξία μεγέθους 30 λεπτών τόξου με ανιχνευτή φωτός μεγέθους 3 λεπτών τόξου. Και μόνο τώρα εμφανίζονται μήτρες CCD, συγκρίσιμες σε μέγεθος με προηγούμενες φωτογραφικές πλάκες.

Γενικά χαρακτηριστικά του έργου RELEVANCE.

Η συνάφεια της εργασίας έχει διάφορες εκδηλώσεις:

Η θεωρία του σχηματισμού άστρων και της εξέλιξης των γαλαξιών, ο προσδιορισμός της αρχικής συνάρτησης μάζας υπό διάφορες φυσικές συνθήκες, καθώς και τα στάδια εξέλιξης των άστρων μεμονωμένης μάζας απαιτούν άμεσες εικόνες γαλαξιών. Μόνο μια σύγκριση παρατηρήσεων και θεωρίας μπορεί να δώσει περαιτέρω πρόοδο στην αστροφυσική. Έχουμε αποκτήσει μεγάλη ποσότητα παρατηρητικού υλικού, το οποίο ήδη δίνει πλευρικά αστροφυσικά αποτελέσματα με τη μορφή υποψήφιων αστέρων LBV, τα οποία στη συνέχεια επιβεβαιώνονται φασματικά. Είναι γνωστό ότι το HST διεξάγει επί του παρόντος ένα πρόγραμμα άμεσων εικόνων γαλαξιών «για το μέλλον», δηλ. Αυτές οι εικόνες θα χρειαστούν μόνο μετά την έκρηξη ενός σουπερνόβα τύπου ΙΙ (υπεργίγαντας) σε έναν τέτοιο γαλαξία. Το αρχείο που έχουμε είναι ελαφρώς κατώτερο από αυτό που δημιουργείται αυτήν τη στιγμή στο HST.

Επί του παρόντος, το πρόβλημα του προσδιορισμού των ακριβών αποστάσεων από τους γαλαξίες, τόσο μακρινούς όσο και κοντινούς, έχει γίνει το κύριο στο έργο των μεγάλων τηλεσκοπίων. Εάν για μεγάλες αποστάσεις ο στόχος μιας τέτοιας εργασίας είναι ο προσδιορισμός της σταθεράς Hubble με μέγιστη ακρίβεια, τότε σε μικρές αποστάσεις ο στόχος είναι να αναζητηθούν τοπικές ανομοιογένειες στην κατανομή των γαλαξιών. Και για αυτό απαιτούνται ακριβείς αποστάσεις από τους γαλαξίες του Τοπικού Συγκροτήματος. Με μια πρώτη προσέγγιση, έχουμε ήδη λάβει δεδομένα για τη χωρική κατανομή των γαλαξιών. Επιπλέον, η βαθμονόμηση των μεθόδων απόστασης απαιτεί ακριβείς τιμές για αυτούς τους λίγους βασικούς γαλαξίες που αποτελούν τη βάση.

Μόνο τώρα, μετά την εμφάνιση των σύγχρονων πινάκων, κατέστη δυνατή η σε βάθος μελέτη της αστρικής σύνθεσης των γαλαξιών. Αυτό άνοιξε αμέσως το δρόμο για την ανακατασκευή της ιστορίας σχηματισμού άστρων των γαλαξιών. Και το μόνο υλικό πηγής για αυτό είναι οι άμεσες εικόνες γαλαξιών που αναλύονται με αστέρια, που λαμβάνονται σε διαφορετικά φίλτρα.

Η ιστορία της έρευνας σε αμυδρές δομές γαλαξιών πηγαίνει πίσω δεκαετίες. Αυτό έγινε ιδιαίτερα σημαντικό μετά τη λήψη εκτεταμένων καμπυλών περιστροφής σπειροειδών και ακανόνιστων γαλαξιών από ραδιοπαρατηρήσεις. Τα αποτελέσματα που ελήφθησαν έδειξαν την ύπαρξη σημαντικών αόρατων μαζών και η έρευνα για την οπτική εκδήλωση αυτών των μαζών διεξάγεται εντατικά σε πολλά παρατηρητήρια. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν την ύπαρξη γύρω από γαλαξίες όψιμου τύπου εκτεταμένων δίσκων που αποτελούνται από έναν παλιό αστρικό πληθυσμό - κόκκινους γίγαντες. Λαμβάνοντας υπόψη τη μάζα αυτών των δίσκων μπορεί να μετριάσει το πρόβλημα των αόρατων μαζών.

ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ.

Οι στόχοι της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι:

1. Λήψη της μεγαλύτερης δυνατής ομοιογενούς σειράς εικόνων γαλαξιών στον βόρειο ουρανό με ταχύτητες μικρότερες από 500 km/s και προσδιορισμός αποστάσεων από τους γαλαξίες με βάση τη φωτομετρία των φωτεινότερων αστεριών τους.

2. Ανάλυση των αστεριών των γαλαξιών που παρατηρούνται σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις - στο σμήνος της Παρθένου και στην ομάδα N001023. Προσδιορισμός αποστάσεων από αυτές τις ομάδες και υπολογισμός, με βάση τα αποτελέσματα που προέκυψαν, της σταθεράς Hubble σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις.

3. Μελέτη της αστρικής σύστασης της περιφέρειας ακανόνιστων και σπειροειδών γαλαξιών. Προσδιορισμός χωρικών μορφών γαλαξιών σε μεγάλες αποστάσεις από το κέντρο.

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑ.

Για μεγάλο αριθμό γαλαξιών, λήφθηκαν βαθιές εικόνες σε χρώματα dvA στο τηλεσκόπιο των 6 μέτρων, που κατέστησαν δυνατή την ανάλυση των γαλαξιών σε αστέρια. Πραγματοποιήθηκε φωτομετρία των αστεριών στις εικόνες και κατασκευάστηκαν διαγράμματα μεγέθους χρώματος. Με βάση αυτά τα δεδομένα, προσδιορίστηκαν αποστάσεις για 92 γαλαξίες, συμπεριλαμβανομένων των απομακρυσμένων συστημάτων όπως το σμήνος της Παρθένου ή η ομάδα N001023. Για τους περισσότερους γαλαξίες, μετρήσεις απόστασης έγιναν για πρώτη φορά.

Οι μετρούμενες αποστάσεις χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό της σταθεράς Hubble σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις, γεγονός που επέτρεψε την εκτίμηση της κλίσης ταχύτητας μεταξύ της τοπικής ομάδας και της ομάδας N001023, η τιμή της οποίας, όπως αποδείχθηκε, είναι μικρή και δεν υπερβαίνει τη μέτρηση Σφάλματα.

Η μελέτη της αστρικής σύνθεσης της περιφέρειας των γαλαξιών οδήγησε στην ανακάλυψη ακανόνιστων γαλαξιών με εκτεταμένους χοντρούς δίσκους που αποτελούνται από παλιά αστέρια, κόκκινους γίγαντες. Τα μεγέθη τέτοιων δίσκων είναι 2-3 φορές μεγαλύτερα από τα φαινομενικά μεγέθη των γαλαξιών στο επίπεδο 25 "A/P". Διαπιστώθηκε ότι οι γαλαξίες που βασίζονται στη χωρική κατανομή των ερυθρών γιγάντων έχουν σαφώς καθορισμένα όρια.

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΠΡΑΚΤΙΚΗ ΑΞΙΑ.

Το τηλεσκόπιο των 6 μέτρων έλαβε πολύχρωμες εικόνες περίπου 100 γαλαξιών που αναλύουν αστέρια. Σε αυτούς τους γαλαξίες, τα χρώματα και η φωτεινότητα όλων των ορατών αστεριών έχουν μετρηθεί. Εντοπίζονται υπεργίγαντες και υπεργίγαντες με την υψηλότερη φωτεινότητα.

Με βάση την εργασία στην οποία συμμετείχε άμεσα ο συγγραφέας, για πρώτη φορά ελήφθη μια μεγάλη και ομοιογενής σειρά δεδομένων σχετικά με τη μέτρηση αποστάσεων για όλους τους γαλαξίες στον βόρειο ουρανό με ταχύτητες μικρότερες από 500 km/s. Τα δεδομένα που ελήφθησαν καθιστούν δυνατή την ανάλυση των κινήσεων των γαλαξιών εκτός Hubble στο Τοπικό σύμπλεγμα, γεγονός που περιορίζει την επιλογή ενός μοντέλου για το σχηματισμό της Τοπικής «τηγανίτας» των γαλαξιών.

Η σύνθεση και η χωρική δομή των πλησιέστερων ομάδων γαλαξιών στον βόρειο ουρανό έχουν προσδιοριστεί. Τα αποτελέσματα της εργασίας επιτρέπουν στατιστικές συγκρίσεις των παραμέτρων ομάδων γαλαξιών.

Πραγματοποιήθηκε μελέτη της δομής του διαστήματος προς την κατεύθυνση του σμήνος γαλαξιών της Παρθένου. Έχουν βρεθεί αρκετοί σχετικά κοντινοί γαλαξίες που βρίσκονται ανάμεσα στο σμήνος και την Τοπική Ομάδα. Προσδιορίστηκαν οι αποστάσεις και εντοπίστηκαν γαλαξίες που ανήκουν στο ίδιο το σμήνος και βρίσκονται σε διαφορετικά σημεία της περιφέρειας και του κέντρου του σμήνους.

Καθορίζεται η απόσταση από τα σμήνη στην Παρθένο και στο Κώμα της Βερενίκης και υπολογίζεται η σταθερά Hubble. Μετρήθηκε η φωτεινότητα των φωτεινότερων αστεριών 10 γαλαξιών της ομάδας N001023, που βρίσκονται σε απόσταση 10 Me. Προσδιορίστηκαν οι αποστάσεις από τους γαλαξίες και υπολογίστηκε η σταθερά του Hubble προς αυτή την κατεύθυνση. Συμπεραίνεται ότι υπάρχει μια μικρή κλίση ταχύτητας μεταξύ της Τοπικής Ομάδας και της ομάδας N001023, η οποία μπορεί να εξηγηθεί από τη μη κυρίαρχη μάζα του σμήνος γαλαξιών της Παρθένου.

ΓΙΑ ΥΠΕΡΑΣΠΙΣΗ ΥΠΟΒΑΛΛΟΥΝΤΑΙ:

1. Αποτελέσματα εργασιών για την ανάπτυξη και εφαρμογή τεχνικών αστρικής φωτομετρίας σε αυτόματα μικροπυκνόμετρα AMD1 και AMD2 της JSC RAS.

2. Εξαγωγή της εξάρτησης βαθμονόμησης της μεθόδου προσδιορισμού αποστάσεων από μπλε και κόκκινους υπεργίγαντες.

3. Αποτελέσματα φωτομετρίας αστεριών σε 50 γαλαξίες του Τοπικού Συγκροτήματος και προσδιορισμός αποστάσεων από αυτούς τους γαλαξίες.

4. Αποτελέσματα προσδιορισμού των αποστάσεων έως και 24 γαλαξιών προς την κατεύθυνση του σμήνος της Παρθένου. Προσδιορισμός της σταθεράς Hubble.

5. Αποτελέσματα προσδιορισμού αποστάσεων από τους γαλαξίες της ομάδας NOC1023 και προσδιορισμού της σταθεράς Hubble στην αντίθετη κατεύθυνση από το σμήνος της Παρθένου. Συμπέρασμα σχετικά με μια μικρή κλίση ταχύτητας μεταξύ της τοπικής ομάδας και της ομάδας NGO1023.

6. Αποτελέσματα μελέτης της χωρικής κατανομής αστεριών όψιμου τύπου σε ακανόνιστους γαλαξίες. Ανακάλυψη εκτεταμένων δίσκων ερυθρών γιγάντων γύρω από ακανόνιστους γαλαξίες.

ΕΓΚΡΙΣΗ ΕΡΓΟΥ.

Τα κύρια αποτελέσματα που προέκυψαν στη διατριβή παρουσιάστηκαν σε σεμινάρια των OJSC RAS, SAI, AI OPbSU, καθώς και σε συνέδρια:

Γαλλία, 1993, In ESO/OHP Workshop "Dwarf Galaxies" eds. Meylan G., Prugniel P., Observatoire de Haute-Provence, Γαλλία, 109.

Νότια Αφρική, 1998, στο lAU Symp. 192, The Stellar Content of Local Group Galaxies, εκδ. Whitelock P. και Gannon R., 15.

Φινλανδία, 2000 "Galaxies in the M81 Group and IC342/Maffei Complex: The Structure and Stellar Populations", ASP Conference Series, 209, 345.

Ρωσία, 2001, Πανρωσικό Αστρονομικό Συνέδριο, 6-12 Αυγούστου, Αγία Πετρούπολη. Έκθεση: "Χωρική κατανομή αστεριών όψιμου τύπου σε ακανόνιστους γαλαξίες."

Mexico, 2002, Cozumel, 8-12 Απριλίου, «Stars as a Tracer of the Shape of Irregular Galaxies Haloes».

1. Tikhonov N.A., Results of hypersensitization in hydrogen of astrofilms of the Kaz-NII technical project, 1984, Communications of SAO, 40, 81-85.

2. Tikhonov N.A., Photometry of stars and galaxies in direct images of the BTA. Errors in AMD-1 photometry, 1989, Communications of the SAO, 58, 80-86.

3. Tikhonov N.A., Bilkina B.I., Karachentsev ID., Georgiev Ts.B., Distance of κοντινών γαλαξιών N00 2366,1С 2574, και NOG 4236 από φωτογραφική φωτομετρία των φωτεινότερων άστρων τους, 1991, A.9, A&AS1, .

4. Γκεοργκίεφ Τσ. V., Tikhonov N.A., Karachentsev ID., Bilkina B.I„ The best stars and the distance to the dwarf galaxy HoIX, 1991, A&AS, 89, 529-536.

5. Georgiev T.B., Tikhonov N.A., Karachentsev I.D., Οι φωτεινότεροι υποψήφιοι για σφαιρικά σμήνη του γαλαξία M81, 1991, Letters to AJ, 17, 387.

6. Georgiev T.B., Tikhonov N.A., Karachentsev I.D., Εκτιμήσεις μεγεθών B και V για υποψήφιους για σφαιρικά σμήνη του γαλαξία M 81, 1991, Letters to AJ, 17, nil, 994-998.

7. Tikhonov N.A., Georgiev T.E., Bilkina B.I. Stellar photometry on the 6-m telescope plates, 1991, Oooobshch.OAO, 67, 114-118.

8. Karachentsev I.D., Tikhonov N.A., Georgiev Ts.B., Bilkina B.I., Sharina M.E., Distances of κοντινών γαλαξιών N0 0 1560, NGO 2976 και DDO 165 από τα φωτεινότερα άστρα τους, 1991, A.15, 1991, A.205

9. Georgiev Ts.B., Tikhonov N.A., Bilkina B.I., Τα φωτεινότερα μπλε και κόκκινα αστέρια στον γαλαξία M81, 1992, A&AS, 95, 581-588.

10. Georgiev Ts.B., Tikhonov N.A., Bilkina B.I., The distribution of blue and stars around the M81, A&AS, 96, 569-581.

11. Tikhonov N.A., Karachentsev I.D., Bilkina B.I., Sharina M.E., Distances to three nearby dwarf galaxies from photometry of their brightest stars, 1992, A& A Trans, 1, 269-282.

12. Georgiev Ts.B., Bilkina B.I., Tikhonov N.A., Getov R., Nedialkov P., Οι ακριβείς συντεταγμένες των υπεργιγάντων και των υποψήφιων σφαιρικών σμήνων του γαλαξία M 81, 1993, Bull SAO, 36, 43.

13. Karachentsev I.D., Tikhonov N.A., Φωτομετρικές αποστάσεις στους κοντινούς γαλαξίες 10 10, 10 342 και UA 86, ορατοί μέσω του Milky Way, 1993, A&A, 100, 227-235.

14. Tikhonov N.A., Karachentsev I.D., Photometric distances to five dwarf galaxies in the vicinity of M 81, 1993, A&A, 275, 39.

15. Karachentsev I., Tikhonov N., Sazonova L., Τα φωτεινότερα αστέρια σε τρεις ακανόνιστους νάνους γύρω από το M 81, 1994, A&AS, 106, 555.

16. Karachentsev I., Tikhonov N., Sazonova L., NGC 1569 και UGCA 92 - ένα κοντινό ζευγάρι γαλαξιών στη ζώνη του Γαλαξία, 1994, Γράμματα στον Σοβιετικό AJ, 20, 90.

17. Karachentsev L, Tikhonov N., New photometric distances for dwarf galaxies in the Local Volume, 1994, A&A, 286, 718.

18. Tikhonov N., Karachentsev L, Maffei 2, ένας κοντινός γαλαξίας θωρακισμένος από τον Γαλαξία, 1994, Bull. SAO, 38, 3.

19. Georgiev Ts., Vilkina V., Karachentsev I., Tikhonov N. Αστρική φωτομετρία και αποστάσεις από κοντινούς γαλαξίες: Δύο διαφορές στην εκτίμηση της παραμέτρου στο X bl. 1994, Obornik με αναφορά VAN, Σόφια, σ.49.

20. Tikhonov N., Irregular galaxy Casl - ένα νέο μέλος της Τοπικής Ομάδας, As-tron.Nachr., 1996, 317, 175-178.

21. Tikhonov N., Sazonova L., A color - magnitude diagram for Pisces dwarf galaxy, AN, 1996, 317, 179-186.

22. Sharina M.E., Karachentsev I.D., Tikhonov N.A., Photometric distance to the galaxy N0 0 6946 and its satellite, 1996, AJ Letters, 23, 430-434.

23. Sharina M.E., Karachentsev I.D., Tikhonov N.A., Photometric distances to NGC 628 and its four companions, 1996, A&AS, 119, n3. 499-507.

24. Γκεόργκιεφ Τσ. V., Tikhonov N.A., Karachentsev I.D., Ivanov V.D. Υποψήφια σφαιρικά σμήνη στους γαλαξίες NGC 2366.1C 2574 και NGC 4236, 1996, A&A Trans, 11, 39-46.

25. Tikhonov N.A., Georgiev Ts. V., Karachentsev I.D., Brightest star cluster kandidats in eight late-type galaxies of the local complex, 1996, A&A Trans, 11, 47-58.

26. Georgiev Ts.B., Karachentsev I.D., Tikhonov N.A., Distance moduli to 13 nearby isolated dwarf galaxies, Letters to AJ, 1997, 23, 586-594.

27. Tikhonov N. A., The deep stellar photometry of the ICIO, 1998, στο lAU Symposium 192, ed. P. Whitelock και R. Cannon, 15.

28. Tikhonov N.A., Karachentsev I.D., CCD photometry and distances of six irregular galaxies in Canes Venatici, 1998, A&AS, 128, 325-330.

29. Sharina M. E., Karachentsev I. D., Tikhonov N. A., Distances to Eight Nearby Isolated Low-Luminosity Galaxies, 1999, AstL, 25, 322S.

30. Tikhonov N.A., Karachentsev I.D., Distances to the Two New Companions of M 31, 1999, AstL, 25, 332.

31. Drozdovskii 1.0., Tikhonov N.A., Το αστρικό περιεχόμενο και η απόσταση στον κοντινό μπλε συμπαγή νάνο γαλαξία NGC 6789, 2000, A&AS, 142, 347D.

32. Aparicio A., Tikhonov N.A., Karachentsev I.D., DDO 187: οι νάνοι γαλαξίες έχουν επεκταθεί, παλιά φωτοστέφανα; 2000, AJ, 119, 177A.

33. Aparicio A., Tikhonov N.A., Η χωρική και ηλικιακή κατανομή του αστρικού πληθυσμού στο DDO 190, 2000, AJ, 119, 2183A.

34. Lee M., Aparicio A., Tikhonov N, Byin Y.-I, Kim E., Stellar populars and the Local Group Membership of the dwarf galaxy DDO 210, 1999, AJ, 118, 853-861.

35. Tikhonov N.A., Galazutdinova O.A., Drozdovskii I.O., Distances to 24 Galaxies in the Direction of the Virgo Cluster and a Determination of the Hubble Constant, 2000, Afz, 43, 367.

ΔΟΜΗ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ

Η διατριβή αποτελείται από μια εισαγωγή, έξι κεφάλαια, ένα συμπέρασμα, έναν κατάλογο της αναφερόμενης βιβλιογραφίας και ένα παράρτημα.

Συμπέρασμα της διατριβής με θέμα «Αστροφυσική, ραδιοαστρονομία», Tikhonov, Nikolai Alexandrovich

Τα κύρια συμπεράσματα αυτού του κεφαλαίου αφορούν ακανόνιστους και, σε μικρότερο βαθμό, σπειροειδείς γαλαξίες. Επομένως, αξίζει να εξεταστούν αυτοί οι τύποι γαλαξιών με περισσότερες λεπτομέρειες, εστιάζοντας στις διαφορές και τις ομοιότητες μεταξύ τους. Αγγίζουμε σε ελάχιστο βαθμό εκείνες τις παραμέτρους των γαλαξιών που δεν εμφανίζονται με κανέναν τρόπο στις μελέτες μας.

6.2.1 Θέματα ταξινόμησης γαλαξιών.

Ιστορικά, ολόκληρη η ταξινόμηση των γαλαξιών δημιουργήθηκε με βάση τις εικόνες που ελήφθησαν στις μπλε ακτίνες του φάσματος. Όπως είναι φυσικό, σε αυτές τις φωτογραφίες ξεχωρίζουν ιδιαίτερα ξεκάθαρα εκείνα τα αντικείμενα που έχουν μπλε χρώμα, δηλ. περιοχές σχηματισμού αστεριών με φωτεινά νεαρά αστέρια. Τέτοιες περιοχές σχηματίζουν θεαματικά εμφανείς κλάδους σε σπειροειδείς γαλαξίες και σε ακανόνιστους γαλαξίες σχηματίζουν φωτεινές περιοχές διάσπαρτες σχεδόν χαοτικά σε όλο το σώμα του γαλαξία.

Η ορατή διαφορά στην κατανομή των περιοχών σχηματισμού αστεριών ήταν το αρχικό όριο που χώριζε σπειροειδείς και ακανόνιστους γαλαξίες, ανεξάρτητα από το αν η ταξινόμηση πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τα Hubble, Vaucouleurs ή van den Bergh 192,193,194]. Σε ορισμένα συστήματα ταξινόμησης, οι συγγραφείς προσπάθησαν να λάβουν υπόψη και άλλες παραμέτρους των γαλαξιών, εκτός από την εμφάνισή τους, αλλά η απλούστερη ταξινόμηση Hubble παρέμεινε η πιο κοινή.

Φυσικά, υπάρχουν φυσικοί λόγοι για τη διαφορά στην κατανομή των περιοχών σχηματισμού άστρων σε σπειροειδείς και ακανόνιστους γαλαξίες. Πρώτα απ 'όλα, αυτή είναι μια διαφορά στις μάζες και τους ρυθμούς περιστροφής, αλλά η αρχική ταξινόμηση βασίστηκε μόνο στον τύπο των γαλαξιών. Ταυτόχρονα, το όριο μεταξύ αυτών των δύο τύπων γαλαξιών είναι πολύ σχετικό, καθώς πολλοί φωτεινοί ακανόνιστοι γαλαξίες έχουν σημάδια σπειροειδών βραχιόνων ή μια δομή που μοιάζει με ράβδο στο κέντρο του γαλαξία. Το Μεγάλο Νέφος του Μαγγελάνου, το οποίο χρησιμεύει ως παράδειγμα ενός τυπικού ακανόνιστου γαλαξία, έχει μια ράβδο και αδύναμα σημάδια της σπειροειδούς δομής που χαρακτηρίζουν τους γαλαξίες Sc. Τα σημάδια της σπειροειδούς δομής των ακανόνιστων γαλαξιών είναι ιδιαίτερα εμφανή στο εύρος του ραδιοφώνου κατά τη μελέτη της κατανομής του ουδέτερου υδρογόνου. Κατά κανόνα, γύρω από έναν ακανόνιστο γαλαξία υπάρχει ένα εκτεταμένο νέφος αερίου, στο οποίο είναι συχνά ορατά σημάδια σπειροειδών βραχιόνων (για παράδειγμα, ICIO 196], Holl, IC2574).

Συνέπεια μιας τέτοιας ομαλής μετάβασης των γενικών τους ιδιοτήτων από τους σπειροειδείς γαλαξίες σε ακανόνιστους είναι η υποκειμενικότητα στους μορφολογικούς ορισμούς των τύπων γαλαξιών από διαφορετικούς συγγραφείς. Επιπλέον, αν οι πρώτες φωτογραφικές πλάκες ήταν ευαίσθητες στις υπέρυθρες ακτίνες και όχι στις μπλε ακτίνες, τότε η ταξινόμηση των γαλαξιών θα ήταν διαφορετική, αφού οι περιοχές σχηματισμού αστεριών δεν θα ήταν πιο αισθητές στους γαλαξίες. Τέτοιες υπέρυθρες εικόνες δείχνουν καλύτερα εκείνες τις περιοχές των γαλαξιών που περιέχουν παλιούς αστρικούς πληθυσμούς - κόκκινους γίγαντες.

Οποιοσδήποτε γαλαξίας στην περιοχή υπερύθρων έχει ομαλοποιημένη εμφάνιση, χωρίς αντίθεση σπειροειδών κλάδων ή περιοχών σχηματισμού αστεριών, και ο δίσκος και το εξόγκωμα του γαλαξία είναι πιο έντονα. Στις εικόνες Irr IR, οι γαλαξίες είναι ορατοί ως γαλαξίες νάνοι δίσκου, προσανατολισμένοι προς εμάς σε διαφορετικές γωνίες. Αυτό είναι ξεκάθαρα ορατό στον υπέρυθρο άτλαντα των γαλαξιών. Έτσι, εάν η ταξινόμηση των γαλαξιών αρχικά γινόταν με βάση τις εικόνες στην υπέρυθρη περιοχή, τότε τόσο οι σπειροειδείς όσο και οι ακανόνιστοι γαλαξίες θα εμπίπτουν στην ίδια ομάδα γαλαξιών δίσκου.

6.2.2 Σύγκριση γενικών παραμέτρων σπειροειδών και ακανόνιστων γαλαξιών.

Η συνέχεια της μετάβασης από σπειροειδείς γαλαξίες σε ακανόνιστους είναι ορατή όταν εξετάζουμε τις καθολικές παραμέτρους μιας ακολουθίας γαλαξιών, δηλ. από σπειροειδή: Sa Sb Sc σε ακανόνιστο: Sd Sm Im. Όλες οι παράμετροι: μάζες, μεγέθη, περιεκτικότητα σε υδρογόνο υποδεικνύουν μια ενιαία κατηγορία γαλαξιών. Οι φωτομετρικές παράμετροι των γαλαξιών: φωτεινότητα και χρώμα έχουν παρόμοια συνέχεια. τσιμπούρια, δεν προσπαθήσαμε να καταλάβουμε σχολαστικά τον ακριβή τύπο γαλαξία. Όπως έχει δείξει η περαιτέρω εμπειρία, οι παράμετροι κατανομής του αστρικού πληθυσμού σε νάνους σπειροειδείς και ακανόνιστους γαλαξίες είναι περίπου ίδιες. Αυτό τονίζει για άλλη μια φορά ότι και οι δύο τύποι γαλαξιών θα πρέπει να ενωθούν κάτω από ένα όνομα - δίσκο.

6.2.3 Χωρικές μορφές γαλαξιών.

Ας στραφούμε στη χωρική δομή των γαλαξιών. Τα πεπλατυσμένα σχήματα των σπειροειδών γαλαξιών δεν χρειάζονται εξήγηση. Κατά την περιγραφή αυτού του τύπου γαλαξία, με βάση τη φωτομετρία, συνήθως διακρίνεται η διόγκωση και ο δίσκος του γαλαξία. Δεδομένου ότι οι εκτεταμένες και επίπεδες καμπύλες ακτινικής ταχύτητας των σπειροειδών γαλαξιών απαιτούν την εξήγησή τους με τη μορφή της παρουσίας σημαντικών μαζών αόρατης ύλης, ένα εκτεταμένο φωτοστέφανο προστίθεται συχνά στη μορφολογία των γαλαξιών. Προσπάθειες να βρεθεί μια ορατή εκδήλωση ενός τέτοιου φωτοστέφανου έχουν γίνει επανειλημμένα. Επιπλέον, σε πολλές περιπτώσεις, η απουσία κεντρικής συμπύκνωσης ή διόγκωσης σε ακανόνιστους γαλαξίες οδηγεί στο γεγονός ότι μόνο η συνιστώσα του εκθετικού δίσκου του γαλαξία είναι ορατή σε φωτομετρικά τμήματα χωρίς σημάδια άλλων συστατικών.

Ο προσδιορισμός των σχημάτων των ακανόνιστων γαλαξιών κατά μήκος του άξονα Z απαιτεί παρατηρήσεις γαλαξιών από άκρη σε άκρη. Η αναζήτηση τέτοιων γαλαξιών στον κατάλογο LEDA, επιλέγοντας ανά ταχύτητα περιστροφής, αξονική αναλογία και μέγεθος, μας οδήγησε στη σύνταξη μιας λίστας με πολλές δεκάδες γαλαξίες, οι περισσότεροι από τους οποίους βρίσκονται σε μεγάλες αποστάσεις. Με τη φωτομετρία βαθιάς επιφάνειας, μπορεί να αποκαλυφθεί η ύπαρξη υποσυστημάτων χαμηλής φωτεινότητας επιφάνειας και να μετρηθούν τα φωτομετρικά χαρακτηριστικά τους. Η χαμηλή φωτεινότητα ενός υποσυστήματος δεν σημαίνει καθόλου ότι έχει μικρή επιρροή στη ζωή του γαλαξία, αφού η μάζα ενός τέτοιου υποσυστήματος μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη λόγω της μεγάλης τιμής M/L.

UGCB760, VTA. 1800

20 40 60 σε RADIUS (τόξο)

Θέση (PRCSEC)

Ρύζι. 29: Κατανομή χρώματος (U - Z) κατά μήκος του κύριου άξονα του γαλαξία N008760 και του ισοφώτου του μέχρι HE - 27A5

Στο Σχ. Το Σχήμα 29 παρουσιάζει τα αποτελέσματα της επιφανειακής φωτομετρίας του ακανόνιστου γαλαξία 11008760 που ελήφθησαν από εμάς στο VTA. Τα ισόφωτα αυτού του γαλαξία δείχνουν ότι σε βαθιά φωτομετρικά όρια το σχήμα των εξωτερικών τμημάτων του γαλαξία είναι κοντά σε ένα οβάλ. Δεύτερον, τα αμυδρά ισόφωτα του γαλαξία συνεχίζονται κατά μήκος του κύριου άξονα πολύ πέρα ​​από το κύριο σώμα του γαλαξία, όπου είναι ορατά φωτεινά αστέρια και περιοχές σχηματισμού άστρων.

Η συνέχεια του εξαρτήματος του δίσκου πέρα ​​από το κύριο σώμα του γαλαξία είναι ορατή. Δίπλα του είναι η αλλαγή χρώματος από το κέντρο του γαλαξία στα πιο αδύναμα ισόφωτα.

Οι φωτομετρικές μετρήσεις έδειξαν ότι το κύριο σώμα του γαλαξία έχει χρώμα (Yth) = 0,25, το οποίο είναι απολύτως τυπικό για ακανόνιστους γαλαξίες. Οι μετρήσεις του χρώματος περιοχών μακριά από το κύριο σώμα του γαλαξία δίνουν την τιμή (V - K) = 1,2. Αυτό το αποτέλεσμα σημαίνει ότι τα εξασθενημένα = 27,5"/P") και εκτεταμένα (3 φορές μεγαλύτερα από το μέγεθος του κύριου σώματος) εξωτερικά μέρη αυτού του γαλαξία θα πρέπει να αποτελούνται από κόκκινα αστέρια. Δεν ήταν δυνατό να βρεθεί ο τύπος αυτών των αστεριών , δεδομένου ότι ο γαλαξίας βρίσκεται περαιτέρω φωτομετρικά όρια BTA.

Μετά από αυτό το αποτέλεσμα, έγινε σαφές ότι απαιτούνται μελέτες για κοντινούς ακανόνιστους γαλαξίες, ώστε να μπορούμε να μιλήσουμε με μεγαλύτερη βεβαιότητα για την αστρική σύνθεση και τις χωρικές μορφές των αμυδρά εξωτερικών μερών των γαλαξιών.

Ρύζι. 30: Σύγκριση της μεταλλικότητας του κόκκινου υπεργίγαντα (M81) και των νάνων γαλαξιών (Holl). Η θέση του υπεργίγαντα κλάδου είναι πολύ ευαίσθητη στη μεταλλικότητα του γαλαξία

6.2-4 Αστρική σύνθεση γαλαξιών.

Η αστρική σύνθεση των σπειροειδών και των ακανόνιστων γαλαξιών είναι ακριβώς η ίδια. Είναι σχεδόν αδύνατο να προσδιοριστεί ο τύπος του γαλαξία με βάση μόνο το διάγραμμα H-P. Κάποια επιρροή προέρχεται από μια στατιστική επίδραση· πιο φωτεινοί μπλε και κόκκινοι υπεργίγαντες γεννιούνται σε γιγάντιους γαλαξίες. Ωστόσο, η μάζα του γαλαξία εξακολουθεί να εκδηλώνεται στις παραμέτρους των αστεριών που γεννιούνται. Στους τεράστιους γαλαξίες, όλα τα βαριά στοιχεία που σχηματίζονται κατά την εξέλιξη των άστρων παραμένουν εντός του γαλαξία, εμπλουτίζοντας το διαστρικό μέσο με μέταλλα. Ως αποτέλεσμα, όλες οι επόμενες γενιές αστεριών σε τεράστιους γαλαξίες έχουν αυξημένη μεταλλικότητα. Στο Σχ. Το Σχήμα 30 δείχνει μια σύγκριση των διαγραμμάτων H-P ενός τεράστιου (M81) και νάνου (Holl) γαλαξία. Οι διαφορετικές θέσεις των κλαδιών των ερυθρών υπεργιγάντων είναι ξεκάθαρα ορατές, κάτι που αποτελεί ένδειξη της μεταλλικής προσωπικότητάς τους. Για τον παλιό αστρικό πληθυσμό - κόκκινους γίγαντες - σε τεράστιους γαλαξίες, παρατηρείται η ύπαρξη αστεριών σε ένα ευρύ φάσμα μεταλλικοτήτων [210], γεγονός που επηρεάζει το πλάτος του γιγάντιου κλάδου. Στους νάνους γαλαξίες παρατηρούνται στενοί γιγάντιοι κλάδοι (Εικ. 3) και χαμηλές τιμές μεταλλικότητας. Η επιφανειακή πυκνότητα των γιγάντων ποικίλλει εκθετικά, η οποία αντιστοιχεί στο στοιχείο του δίσκου (Εικ. 32). Ανακαλύψαμε παρόμοια συμπεριφορά κόκκινων γιγάντων στον γαλαξία IC1613.

Ρύζι. 32: Αλλαγή στην επιφανειακή πυκνότητα των ερυθρών γιγάντων στο πεδίο F5 του γαλαξία ICIO. Στο όριο του δίσκου, είναι ορατό ένα άλμα στην πυκνότητα των γιγάντων, το οποίο δεν πέφτει στο μηδέν πέρα ​​από το όριο του δίσκου. Παρόμοιο φαινόμενο παρατηρείται στον σπειροειδή γαλαξία ISM. Η κλίμακα του γραφήματος είναι σε λεπτά τόξου από το κέντρο.

Λαμβάνοντας υπόψη αυτά τα αποτελέσματα και όλα όσα ειπώθηκαν προηγουμένως για τους ακανόνιστους γαλαξίες, θα μπορούσε να υποτεθεί ότι είναι τα παλιά αστέρια που είναι κόκκινοι γίγαντες που σχηματίζουν την εκτεταμένη περιφέρεια των γαλαξιών, ειδικά αφού η ύπαρξη ερυθρών γιγάντων στα περίχωρα των γαλαξιών της Τοπικής Ομάδας ήταν γνωστό από την εποχή του V. Vaade. Πριν από μερικά χρόνια, η εργασία του Miniti και των συναδέλφων του ανακοίνωσε ότι είχαν βρει ένα φωτοστέφανο κόκκινων γιγάντων γύρω από δύο γαλαξίες: τον WLM και τον NGC3109, αλλά οι δημοσιεύσεις δεν διερεύνησαν το ερώτημα πώς αλλάζει η πυκνότητα των γιγάντων με την απόσταση από το κέντρο και το μέγεθος τέτοιων φωτοστέφανων.

Για τον προσδιορισμό του νόμου των αλλαγών στην επιφανειακή πυκνότητα των αστεριών διαφόρων τύπων, συμπεριλαμβανομένων των γιγάντων, βαθιές παρατηρήσεις κοντινών γαλαξιών που βρίσκονται

Ρύζι. 33: Αλλαγή στην πυκνότητα των αστεριών στους γαλαξίες BB0 187 και BB0190 από το κέντρο προς την άκρη. Είναι αξιοσημείωτο ότι οι κόκκινοι γίγαντες δεν έχουν φτάσει στα όριά τους και συνεχίζουν πέρα ​​από τα όρια της εικόνας μας. Η κλίμακα του γραφήματος είναι σε δευτερόλεπτα τόξου. σε επίπεδο, όπως φαίνεται στο ICIO.

Οι παρατηρήσεις μας με το σκανδιναβικό τηλεσκόπιο 2,5 μέτρων των γαλαξιών DD0187 και DDO 190 επιβεβαίωσαν ότι αυτοί οι ακανόνιστοι γαλαξίες, ορατοί με πρόσωπο, παρουσιάζουν μια εκθετική μείωση στην επιφανειακή πυκνότητα των ερυθρών γιγάντων από το κέντρο προς την άκρη του γαλαξία. Επιπλέον, η έκταση της δομής των ερυθρών γιγάντων υπερβαίνει κατά πολύ το μέγεθος του κύριου σώματος κάθε γαλαξία (Εικ. 33). Η άκρη αυτού του φωτοστέφανου/δίσκου βρίσκεται έξω από το CCD που χρησιμοποιείται. Εκθετικές αλλαγές στην πυκνότητα των γιγάντων έχουν βρεθεί σε άλλους ακανόνιστους γαλαξίες. Δεδομένου ότι όλοι οι γαλαξίες που μελετήθηκαν συμπεριφέρονται με τον ίδιο τρόπο, μπορούμε να μιλήσουμε, ως αποδεδειγμένο γεγονός, για έναν εκθετικό νόμο αλλαγής στην πυκνότητα του παλιού αστρικού πληθυσμού - κόκκινους γίγαντες, που αντιστοιχεί στο στοιχείο του δίσκου. Ωστόσο, αυτό δεν αποδεικνύει την ύπαρξη δίσκων.

Η πραγματικότητα των δίσκων μπορεί να επιβεβαιωθεί μόνο από παρατηρήσεις γαλαξιών από άκρη σε άκρη. Παρατηρήσεις τέτοιων γαλαξιών για την αναζήτηση της ορατής εκδήλωσης ενός τεράστιου φωτοστέφανου πραγματοποιήθηκαν επανειλημμένα με χρήση ποικίλου εξοπλισμού και σε διαφορετικές περιοχές του φάσματος. Η ανακάλυψη ενός τέτοιου φωτοστέφανου έχει ανακοινωθεί επανειλημμένα. Ένα σαφές παράδειγμα της πολυπλοκότητας αυτής της εργασίας μπορεί να φανεί σε δημοσιεύσεις. Αρκετοί ανεξάρτητοι ερευνητές έχουν ανακοινώσει την ανακάλυψη ενός τέτοιου φωτοστέφανου γύρω από το N005007. Μεταγενέστερες παρατηρήσεις με τηλεσκόπιο υψηλού διαφράγματος συνολικής έκθεσης 24 ωρών (!) έκλεισαν το ερώτημα της ύπαρξης ενός ορατού φωτοστέφανου αυτού του γαλαξία.

Μεταξύ των κοντινών ακανόνιστων γαλαξιών που είναι ορατοί στην άκρη, ο νάνος στον Πήγασο, που έχει επανειλημμένα μελετηθεί, τραβά την προσοχή. Οι παρατηρήσεις πολλών πεδίων στο BTA μας επέτρεψαν να εντοπίσουμε πλήρως την αλλαγή στην πυκνότητα των αστεριών διαφορετικών τύπων σε αυτό, τόσο κατά μήκος του κύριου όσο και του δευτερεύοντος άξονα. Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στο Σχ. 34, 35. Αποδεικνύουν ότι, πρώτον, η δομή των ερυθρών γιγάντων είναι τρεις φορές μεγαλύτερη από το κύριο σώμα του γαλαξία. Δεύτερον, το σχήμα της κατανομής κατά μήκος του άξονα b είναι κοντά σε οβάλ ή έλλειψη. Τρίτον, δεν υπάρχει ορατό φωτοστέφανο από κόκκινους γίγαντες.

Ρύζι. 34: Τα όρια του γαλαξία του νάνου του Πήγασου βασίζονται σε μελέτες ερυθρών γιγάντων. Οι θέσεις των εικόνων BTA επισημαίνονται.

AGB μπλε αστέρια Q O O

PegDw w « «(Zhoko* 0 0 oooooooo

200 400 600 μείζονος άξονας

Ρύζι. 35: Κατανομή επιφανειακής πυκνότητας διαφορετικών τύπων άστρων κατά μήκος του κύριου άξονα του γαλαξία Νάνου Πήγασου. Το όριο του δίσκου είναι ορατό, όπου εμφανίζεται μια απότομη πτώση της πυκνότητας των κόκκινων γιγάντων. o 1

Τα περαιτέρω αποτελέσματά μας βασίζονται στη φωτομετρία εικόνων NCT που λάβαμε από ένα ελεύθερα προσβάσιμο αρχείο. Η αναζήτηση για γαλαξίες που φωτογραφήθηκαν στο NZT, που αναλύθηκαν σε κόκκινους γίγαντες και ορατούς με πρόσωπο και άκρη, μας έδωσε περίπου δύο δωδεκάδες υποψηφίους για μελέτη. Δυστυχώς, το οπτικό πεδίο του NCT, το οποίο ήταν ανεπαρκές για εμάς, μερικές φορές παρενέβαινε στους στόχους της δουλειάς μας - να εντοπίσουμε τις παραμέτρους της κατανομής των αστεριών.

Μετά από τυπική φωτομετρική επεξεργασία, κατασκευάστηκαν διαγράμματα H-P για αυτούς τους γαλαξίες και εντοπίστηκαν αστέρια διαφορετικών τύπων. Η έρευνά τους έδειξε:

1) Για γαλαξίες ορατούς επίπεδους, η μείωση της επιφανειακής πυκνότητας των ερυθρών γιγάντων ακολουθεί έναν εκθετικό νόμο (Εικ. 36).

-|-1-1-1-E-1-1-1-1-1-1-1-1--<тГ

PGC39032/w "".

15 κόκκινοι γίγαντες Z w

Ρύζι. 36: Εκθετική αλλαγή στην πυκνότητα των ερυθρών γιγάντων στον νάνο γαλαξία RSS39032 από κέντρο σε άκρη με βάση τις παρατηρήσεις NCT

2) Κανένας γαλαξίας στην άκρη δεν έχει εκτεταμένο φωτοστέφανο κόκκινων γιγάντων κατά μήκος του άξονα 2 (Εικ. 37).

3) Το σχήμα της κατανομής των κόκκινων γιγάντων κατά μήκος του άξονα β μοιάζει με οβάλ ή έλλειψη (Εικ. 38).

Λαμβάνοντας υπόψη την τυχαιότητα του δείγματος και την ομοιομορφία των αποτελεσμάτων που προέκυψαν σχετικά με το σχήμα της κατανομής των γιγάντων για όλους τους γαλαξίες που μελετήθηκαν, μπορεί να υποστηριχθεί ότι οι περισσότεροι γαλαξίες έχουν έναν τέτοιο νόμο κατανομής ερυθρών γιγάντων. Αποκλίσεις από τον γενικό κανόνα είναι πιθανές, για παράδειγμα, σε αλληλεπιδρώντες γαλαξίες.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι μεταξύ των γαλαξιών που μελετήθηκαν υπήρχαν τόσο ακανόνιστοι όσο και σπειροειδείς γαλαξίες που δεν ήταν γιγάντιοι. Δεν βρήκαμε καμία σημαντική διαφορά μεταξύ τους στους νόμους κατανομής των ερυθρών γιγάντων κατά μήκος του άξονα 2, με εξαίρεση την κλίση της μείωσης της πυκνότητας των γιγάντων.

6.3.2 Χωρική κατανομή των αστεριών.

Τονίζοντας αστέρια διαφορετικών τύπων στο διάγραμμα G-R, μπορούμε να δούμε την κατανομή τους σε μια εικόνα του γαλαξία ή να υπολογίσουμε τις παραμέτρους της χωρικής κατανομής τους στο σώμα του γαλαξία.

Είναι γνωστό ότι ο νεαρός αστρικός πληθυσμός των ακανόνιστων γαλαξιών είναι συγκεντρωμένος σε περιοχές σχηματισμού άστρων, οι οποίες είναι τυχαία διασκορπισμένες σε όλο το σώμα του γαλαξία. Ωστόσο, το φαινομενικό χάος εξαφανίζεται αμέσως αν εντοπίσουμε την αλλαγή στην επιφανειακή πυκνότητα των νεαρών αστεριών κατά μήκος της ακτίνας του γαλαξία. Στα γραφήματα στο Σχ. 33 είναι σαφές ότι οι τοπικές διακυμάνσεις που σχετίζονται με μεμονωμένες περιοχές σχηματισμού αστεριών υπερτίθενται στη γενική, κοντά στην εκθετική, κατανομή.

Για τον μεγαλύτερο πληθυσμό - εκτεταμένα ασυμπτωτικά γιγάντια κλαδιά αστέρια - η κατανομή έχει μικρότερη κλίση μείωσης της πυκνότητας. Και η μικρότερη κλίση έχει ο αρχαίος πληθυσμός - κόκκινοι γίγαντες. Θα ήταν ενδιαφέρον να ελέγξουμε αυτή την εξάρτηση για τον προφανώς πιο αρχαίο πληθυσμό - τα αστέρια του οριζόντιου κλάδου, ωστόσο, σε εκείνους τους γαλαξίες όπου αυτά τα αστέρια είναι προσβάσιμα, βλέπουμε έναν ανεπαρκή αριθμό από αυτά για στατιστικές μελέτες. Η σαφώς ορατή εξάρτηση της ηλικίας των αστεριών και των παραμέτρων χωρικής πυκνότητας μπορεί να έχει μια απολύτως λογική εξήγηση: αν και ο σχηματισμός άστρων συμβαίνει πιο έντονα κοντά στο κέντρο του γαλαξία, οι τροχιές των αστεριών γίνονται όλο και μεγαλύτερες με την πάροδο του χρόνου και σε μια περίοδο πολλών δισεκατομμύρια χρόνια, τα αστέρια μπορούν να μετακινηθούν στην περιφέρεια των γαλαξιών. Είναι δύσκολο να

Ρύζι. 37: Πτώση της πυκνότητας των ερυθρών γιγάντων κατά μήκος του άξονα 2 σε αρκετούς ακραίους γαλαξίες

Ρύζι. 38: Μια εικόνα ενός νάνου γαλαξία στην άκρη δείχνει τις θέσεις των κόκκινων γιγάντων που βρέθηκαν. Η γενική μορφή της κατανομής είναι ένα ωοειδές ή μια έλλειψη, πώς ένα τέτοιο αποτέλεσμα μπορεί να επαληθευτεί στις παρατηρήσεις. Πιθανώς, μόνο η μοντελοποίηση της εξέλιξης του γαλαξιακού δίσκου μπορεί να βοηθήσει στην επίλυση τέτοιων υποθέσεων.

6.3.3 Δομή ακανόνιστων γαλαξιών.

Συνοψίζοντας όσα έχουν ειπωθεί σε άλλες ενότητες, μπορούμε να φανταστούμε τη δομή ενός ακανόνιστου γαλαξία ως εξής: το πιο εκτεταμένο αστρικό σύστημα σε όλες τις συντεταγμένες σχηματίζεται από κόκκινους γίγαντες. Το σχήμα της κατανομής τους είναι ένας χοντρός δίσκος, με εκθετική πτώση της επιφανειακής πυκνότητας των γιγάντων από το κέντρο προς την άκρη. Το πάχος του δίσκου είναι σχεδόν το ίδιο σε όλο το μήκος του. Τα νεότερα συστήματα αστέρων έχουν τα δικά τους υποσυστήματα ενσωματωμένα σε αυτόν τον δίσκο. Όσο νεότερος είναι ο αστρικός πληθυσμός, τόσο πιο λεπτός είναι ο δίσκος που σχηματίζει. Και παρόλο που ο νεότερος αστρικός πληθυσμός, οι μπλε υπεργίγαντες, κατανέμεται μεταξύ μεμονωμένων χαοτικών περιοχών σχηματισμού άστρων, γενικά ακολουθεί επίσης ένα γενικό μοτίβο. Όλα τα ένθετα υποσυστήματα δεν αποφεύγουν το ένα το άλλο, δηλ. Οι περιοχές σχηματισμού αστεριών μπορεί να περιέχουν παλιούς κόκκινους γίγαντες. Για τους περισσότερους νάνους γαλαξίες, όπου μια περιοχή σχηματισμού άστρων καταλαμβάνει ολόκληρο τον γαλαξία, αυτό το σχήμα είναι πολύ αυθαίρετο, αλλά τα σχετικά μεγέθη των δίσκων των νεαρών και ηλικιωμένων πληθυσμών ισχύουν και για τέτοιους γαλαξίες.

Εάν χρησιμοποιούνται επίσης ραδιοφωνικά δεδομένα για την ολοκλήρωση της ανασκόπησης της δομής των ακανόνιστων γαλαξιών, αποδεικνύεται ότι ολόκληρο το αστρικό σύστημα είναι βυθισμένο σε έναν δίσκο ή ένα νέφος ουδέτερου υδρογόνου. Οι διαστάσεις του δίσκου HI, όπως προκύπτει από τα στατιστικά στοιχεία 171 γαλαξιών, είναι περίπου 5-6 φορές μεγαλύτερες από το ορατό σώμα του γαλαξία στο επίπεδο Iv = 25"*. Για μια άμεση σύγκριση των μεγεθών των δίσκων υδρογόνου και δίσκους από κόκκινους γίγαντες, έχουμε πολύ λίγα δεδομένα.

Στον γαλαξία ICIO, τα μεγέθη και των δύο δίσκων είναι περίπου ίσα. Για τον γαλαξία του Πήγασου, ο δίσκος υδρογόνου έχει σχεδόν το μισό μέγεθος από τον κόκκινο γίγαντα δίσκο. Και ο γαλαξίας NGC4449, ο οποίος έχει έναν από τους πιο εκτεταμένους δίσκους υδρογόνου, είναι απίθανο να έχει έναν εξίσου εκτεταμένο δίσκο κόκκινων γιγάντων. Το Kakh επιβεβαιώνεται όχι μόνο από τις παρατηρήσεις μας. Έχουμε ήδη αναφέρει τις αναφορές του Μινίτη και των συναδέλφων του για την ανακάλυψη φωτοστέφανου. Έχοντας απεικονίσει μόνο μέρος του γαλαξία, πήραν το μέγεθος του παχύ δίσκου κατά μήκος του άξονα b ως εκδήλωση του φωτοστέφανου, το οποίο ανέφεραν, χωρίς να προσπαθήσουν να μελετήσουν την κατανομή των αστεριών σε αυτούς τους γαλαξίες κατά μήκος του κύριου άξονα.

Στην έρευνά μας δεν θίξαμε γιγάντιους γαλαξίες, αλλά αν λάβουμε υπόψη τη δομή του Γαλαξία μας, τότε υπάρχει ήδη η έννοια του «παχύ δίσκου» για έναν φτωχό σε μέταλλο παλιό πληθυσμό. Όσον αφορά τον όρο "αλο", μας φαίνεται ότι μπορεί να εφαρμοστεί σε σφαιρικά συστήματα, αλλά όχι σε επίπεδα συστήματα, αν και αυτό είναι μόνο θέμα ορολογίας.

6.3.4 Όρια γαλαξιών.

Το ζήτημα των ορίων των γαλαξιών μάλλον δεν έχει ακόμη πλήρως διερευνηθεί. Ωστόσο, τα αποτελέσματά μας μπορούν να συμβάλουν οριστικά στη λύση του. Συνήθως πιστεύεται ότι η αστρική πυκνότητα στις άκρες των γαλαξιών σταδιακά μειώνεται στο μηδέν και τα όρια των γαλαξιών, ως τέτοια, απλά δεν υπάρχουν. Μετρήσαμε τη συμπεριφορά του πιο εκτεταμένου υποσυστήματος, που αποτελείται από κόκκινους γίγαντες, κατά μήκος του άξονα Z. Σε εκείνους τους γαλαξίες στην άκρη για τους οποίους λάβαμε δεδομένα από φωτομετρικές εικόνες, η συμπεριφορά της πυκνότητας των ερυθρών γιγάντων ήταν ομοιόμορφη: η πυκνότητα έπεσε εκθετικά στο μηδέν (Εικ. 37) . Εκείνοι. ο γαλαξίας έχει μια έντονα καθορισμένη άκρη κατά μήκος του άξονα Ζ και ο αστρικός πληθυσμός του έχει ένα καλά καθορισμένο όριο και δεν εξαφανίζεται σταδιακά.

Είναι πιο δύσκολο να μελετήσουμε τη συμπεριφορά της αστρικής πυκνότητας κατά μήκος της ακτίνας του γαλαξία στο σημείο όπου εξαφανίζονται τα αστέρια. Για τους γαλαξίες που βρίσκονται στην άκρη, είναι πιο βολικό να προσδιορίσετε το μέγεθος του δίσκου. Ο γαλαξίας Πήγασος δείχνει μια απότομη πτώση του αριθμού των ερυθρών γιγάντων στο μηδέν κατά μήκος του κύριου άξονα (Εικ. 36). Εκείνοι. ο γαλαξίας έχει ένα πολύ οξύ όριο δίσκου, πέρα ​​από το οποίο δεν υπάρχουν πρακτικά κόκκινοι γίγαντες. Το Galaxy J10, σε μια πρώτη προσέγγιση, συμπεριφέρεται με παρόμοιο τρόπο. Η πυκνότητα των αστεριών μειώνεται και σε κάποια απόσταση από το κέντρο του γαλαξία παρατηρείται απότομη μείωση του αριθμού τους (Εικ. 33). Ωστόσο, σε αυτή την περίπτωση η μείωση δεν συμβαίνει στο μηδέν. Είναι αξιοσημείωτο ότι οι κόκκινοι γίγαντες υπάρχουν πέρα ​​από την ακτίνα του άλματος πυκνότητάς τους, αλλά πέρα ​​από αυτό το όριο έχουν διαφορετική χωρική κατανομή από αυτή που είχαν πιο κοντά στο κέντρο. Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι στον σπειροειδή γαλαξία ISM, οι κόκκινοι γίγαντες κατανέμονται παρόμοια. Εκείνοι. εκθετική πτώση της πυκνότητας, άλμα και συνέχιση πέρα ​​από την ακτίνα αυτού του άλματος. Υπήρχε η υπόθεση ότι αυτή η συμπεριφορά σχετίζεται με τη μάζα του γαλαξία (ο ICIO είναι ο πιο ογκώδης ακανόνιστος γαλαξίας, μετά τα σύννεφα του Μαγγελάνου, στην Τοπική Ομάδα), αλλά βρέθηκε ένας μικρός γαλαξίας με την ίδια συμπεριφορά των ερυθρών γιγάντων (Εικ. . 37). Οι παράμετροι των ερυθρών γιγάντων έξω από την ακτίνα κρούσης είναι άγνωστες· διαφέρουν ως προς την ηλικία και τη μεταλλικότητα; Ποιος είναι ο τύπος χωρικής κατανομής για αυτά τα μακρινά αστέρια; Δυστυχώς, σήμερα δεν μπορούμε να απαντήσουμε σε αυτές τις ερωτήσεις. Απαιτείται έρευνα σε μεγάλα τηλεσκόπια με ευρύ πεδίο.

Πόσο μεγάλα είναι τα στατιστικά στοιχεία των μελετών μας για να μιλήσουν για την ύπαρξη παχύρευστων δίσκων σε γαλαξίες όψιμου τύπου ως ευρέως διαδεδομένο ή γενικό φαινόμενο; Για όλους τους γαλαξίες που είχαν επαρκώς βαθιές εικόνες, εντοπίσαμε εκτεταμένες δομές γιγάντων γιγάντων.

Έχοντας εξετάσει το αρχείο NZT, βρήκαμε εικόνες 16 γαλαξιών, ορατών από άκρη σε άκρη ή με πρόσωπο, και αναλύθηκαν σε κόκκινους γίγαντες. Αυτοί οι γαλαξίες βρίσκονται σε αποστάσεις 2-5 Me. Η λίστα τους: N002976, VB053, 000165, K52, K73, 000190, 000187, IOSA438, P00481 1 1, P0S39032, ROS9962, N002366, I0S8320, IOSA442, N00625, N001560.

Η εκθετική πτώση της πυκνότητας για τους γαλαξίες με πρόσωπο και το μοτίβο κατανομής των ερυθρών γιγάντων γύρω από τους γαλαξίες στην άκρη αποδεικνύει ότι σε όλες αυτές τις περιπτώσεις βλέπουμε εκδηλώσεις χοντρού δίσκου.

6.4 Κόκκινοι γιγάντιοι δίσκοι και κρυμμένη μάζα ακανόνιστων γαλαξιών.

Οι ραδιοπαρατηρήσεις σπειροειδών και νάνων γαλαξιών στο Η1 έχουν δείξει μικρή διαφορά στη συμπεριφορά των καμπυλών περιστροφής των γαλαξιών. Και για τους δύο τύπους γαλαξιών, για εξήγηση

119 ο σχηματισμός του σχήματος των καμπυλών περιστροφής απαιτεί την παρουσία σημαντικών μαζών αόρατης ύλης. Θα μπορούσαν οι εκτεταμένοι δίσκοι που έχουμε βρει σε όλους τους ακανόνιστους γαλαξίες να είναι η αόρατη ύλη που αναζητούμε; Οι μάζες των ίδιων των ερυθρών γιγάντων, που παρατηρούμε στους δίσκους, είναι φυσικά εντελώς ανεπαρκείς. Χρησιμοποιώντας τις παρατηρήσεις μας στον γαλαξία 1C1613, προσδιορίσαμε τις παραμέτρους για τη μείωση της πυκνότητας των γιγάντων προς την άκρη και υπολογίσαμε τον συνολικό αριθμό και τη μάζα τους σε ολόκληρο τον γαλαξία. Αποδείχθηκε ότι Mred/Lgal = 0,16. Εκείνοι. λαμβάνοντας υπόψη τη μάζα των γιγάντιων διακλαδικών αστεριών αυξάνει ελαφρώς τη μάζα ολόκληρου του γαλαξία. Ωστόσο, πρέπει να θυμόμαστε ότι το στάδιο του κόκκινου γίγαντα είναι ένα σχετικά σύντομο στάδιο στη ζωή ενός αστεριού. Επομένως, πρέπει να γίνουν σημαντικές διορθώσεις στη μάζα του δίσκου, λαμβάνοντας υπόψη τον αριθμό των αστεριών με μικρότερη μάζα και εκείνων των αστεριών που έχουν ήδη περάσει το στάδιο του κόκκινου γίγαντα. Θα ήταν ενδιαφέρον, με βάση τις πολύ βαθιές παρατηρήσεις των κοντινών γαλαξιών, να ελέγξουμε τον πληθυσμό των υποκλάδων και να υπολογίσουμε τη συμβολή τους στη συνολική μάζα του γαλαξία, αλλά αυτό είναι θέμα για το μέλλον.

συμπέρασμα

Συνοψίζοντας τα αποτελέσματα της εργασίας, ας σταθούμε για άλλη μια φορά στα κύρια αποτελέσματα.

Το τηλεσκόπιο των 6 μέτρων έλαβε βαθιές πολύχρωμες εικόνες περίπου 100 γαλαξιών που αναλύουν αστέρια. Έχει δημιουργηθεί ένα αρχείο δεδομένων. Αυτοί οι γαλαξίες μπορούν να προσεγγιστούν κατά τη μελέτη αστρικών πληθυσμών, κυρίως μεταβλητών αστέρων υψηλής φωτεινότητας του τύπου LBV. Στους γαλαξίες που μελετήθηκαν, μετρήθηκαν τα χρώματα και η φωτεινότητα όλων των ορατών αστεριών. Εντοπίζονται υπεργίγαντες και υπεργίγαντες της υψηλότερης φωτεινότητας.

Μια μεγάλη και ομοιογενής σειρά δεδομένων μέτρησης απόστασης ελήφθη για όλους τους γαλαξίες στον βόρειο ουρανό με ταχύτητες μικρότερες από 500 km/s. Τα αποτελέσματα που λαμβάνονται προσωπικά από τον συγγραφέα της διατριβής είναι πολύ σημαντικά μεταξύ του συνόλου των δεδομένων. Οι μετρήσεις απόστασης που ελήφθησαν καθιστούν δυνατή την ανάλυση των κινήσεων των γαλαξιών που δεν είναι Hubble στο Τοπικό σύμπλεγμα, γεγονός που περιορίζει την επιλογή ενός μοντέλου για το σχηματισμό των Τοπικών γαλαξιών «τηγανίτα».

Με βάση μετρήσεις απόστασης, προσδιορίστηκε η σύνθεση και η χωρική δομή των πλησιέστερων ομάδων γαλαξιών στον βόρειο ουρανό. Τα αποτελέσματα της εργασίας επιτρέπουν στατιστικές συγκρίσεις των παραμέτρων ομάδων γαλαξιών.

Πραγματοποιήθηκε μια μελέτη της κατανομής των γαλαξιών προς την κατεύθυνση του σμήνος γαλαξιών της Παρθένου. Έχουν βρεθεί αρκετοί σχετικά κοντινοί γαλαξίες που βρίσκονται ανάμεσα στο σμήνος και την Τοπική Ομάδα. Προσδιορίστηκαν οι αποστάσεις και εντοπίστηκαν γαλαξίες που ανήκουν στο ίδιο το σμήνος και βρίσκονται σε διαφορετικά σημεία της περιφέρειας και του κέντρου του σμήνους.

Προσδιορίστηκε η απόσταση από τα συμπλέγματα στην Παρθένο, η οποία αποδείχθηκε ίση με 17,0 Mpc και Coma Berenices, ίση με 90 Mpc. Σε αυτή τη βάση, η σταθερά Hubble υπολογίστηκε ότι είναι R0 = 77 ± 7 km/s/Mpc.

Με βάση τη φωτομετρία εικόνων BTA και HST, μετρήθηκε η φωτεινότητα των φωτεινότερων αστεριών σε 10 γαλαξίες της ομάδας N001023, που βρίσκονται σε απόσταση 10 Mpc. Προσδιορίστηκαν οι αποστάσεις από τους γαλαξίες και υπολογίστηκε η σταθερά του Hubble προς αυτή την κατεύθυνση. Συνάγεται το συμπέρασμα ότι η κλίση ταχύτητας μεταξύ της τοπικής ομάδας και της ομάδας NGC1023 είναι μικρή, η οποία μπορεί να είναι

121 μπορεί να εξηγηθεί από τη σχετικά μικρή μάζα του σμήνους γαλαξιών Virgo σε σύγκριση με όλους τους γύρω γαλαξίες.

Με βάση τις μελέτες της χωρικής κατανομής των ερυθρών γιγάντων σε γαλαξίες όψιμου τύπου, έχουν ανακαλυφθεί παχύς και εκτεταμένος δίσκος παλαιών αστεριών. Οι διαστάσεις τέτοιων δίσκων είναι 2-3 φορές μεγαλύτερες από τις διαστάσεις του ορατού σώματος του γαλαξία. Διαπιστώθηκε ότι τα όρια αυτών των δίσκων έχουν μάλλον αιχμηρές άκρες, πέρα ​​από τις οποίες υπάρχουν πολύ λίγα αστέρια.

Παρά τις μελέτες μεγάλης κλίμακας για τις αποστάσεις από τους γαλαξίες στον βόρειο ουρανό, δεν απομένουν λιγότερα ερωτήματα για το μέλλον από αυτά που υπήρχαν πριν από την έναρξη της εργασίας. Αλλά αυτές οι ερωτήσεις είναι διαφορετικής ποιότητας, αφού τώρα, ειδικά σε σχέση με το έργο των διαστημικών τηλεσκοπίων, είναι δυνατό να κάνουμε ακριβείς μετρήσεις που μπορούν να αλλάξουν τις ιδέες μας για το κοντινό διάστημα. Αυτό αφορά τη σύνθεση, τη δομή και την κινηματική των κοντινών ομάδων γαλαξιών, οι αποστάσεις από τις οποίες καθορίζονται εντατικά με τη μέθοδο TCOW.

Η περιφέρεια των γαλαξιών έχει λάβει αυξανόμενη προσοχή, ειδικά λόγω της αναζήτησης της σκοτεινής ύλης και της ιστορίας του σχηματισμού και της εξέλιξης των γαλαξιακών δίσκων. Είναι αξιοσημείωτο ότι η πρώτη συνάντηση στην περιφέρεια των γαλαξιών θα πραγματοποιηθεί στο Αστεροσκοπείο Lovell το φθινόπωρο του 2002.

Ευχαριστίες

Τα πολλά χρόνια που έγιναν εργασίες πάνω στο θέμα της διπλωματικής εργασίας που παρουσίασα, πολλοί άνθρωποι, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο, με βοήθησαν στη δουλειά μου. Τους είμαι ευγνώμων για αυτή την υποστήριξη.

Με ιδιαίτερη χαρά όμως εκφράζω την ευγνωμοσύνη μου σε όσους ένιωθα συνεχώς τη βοήθεια. Χωρίς τα υψηλότερα προσόντα της Galina Korotkova, η εργασία για τη διατριβή θα είχε διαρκέσει για απίστευτα μεγάλο χρονικό διάστημα. Το πάθος και η επιμονή στο να κάνω τη δουλειά που επιδεικνύει η Olga Galazutdinova μου επέτρεψαν να έχω αποτελέσματα σε μεγάλο αριθμό αντικειμένων στο Virgo και στο N001023 σε αρκετά σύντομο χρονικό διάστημα. Ο Igor Drozdovsky, με τα μικρά προγράμματα υπηρεσιών του, μας παρείχε μεγάλη βοήθεια στη φωτομετρία δεκάδων χιλιάδων αστέρων.

Είμαι ευγνώμων στο Ρωσικό Ίδρυμα Βασικής Έρευνας, του οποίου τις υποτροφίες έλαβα (95-02-05781, 97-02-17163, 00-02-16584), για την οικονομική υποστήριξη για οκτώ χρόνια, η οποία μου επέτρεψε να διεξάγω την έρευνα πιο αποτελεσματικά .

Κατάλογος αναφορών για έρευνα διατριβής Διδάκτωρ Φυσικών και Μαθηματικών Επιστημών Tikhonov, Nikolai Aleksandrovich, 2002

1. Hubble E. 1929 Proc. Nat. Ακαδ. Sci. 15, 168

2. Baade W. 1944 ApJ 100, 137

3. Baade W. 1963 στο Evolution of Stars and Galaxies, εκδ. C.Payne-Gaposchkin, (Cambridge: MIT Press)

4. Sandage A. 1971 στο Nuclei of Galaxies, εκδ. από τον D.J.K. O"Connel, (Άμστερνταμ, Βόρεια Ολλανδία) 601

5. Jacoby G.H., Branch V., CiarduU R., Davies R.L., Harris W.E., Pierce M.J., Pritchet C.J., Tonry J.L., Weich D.L. 1992 ΠΑΣΠ 104, 599.

6. Minkovski R. 1964 Ann. Στροφή μηχανής. Αστρ. Aph. 2, 247,7. de Jager K. 1984 Αστέρια της υψηλότερης φωτεινότητας Mir, Μόσχα.

7. Gibson W.K., Stetson R.W., Freedman W.L., Mold J.R., Kennicutt R.C., Huchra G.P., Sakai S., Graham J.A., Fassett C.I., Kelson D.D., L.Ferrarese, S.M.G.D.Hughes Maori, Madore B.F., Sebo K.M., Silbermann N.A. 2000 ApJ 529, 723

8. Zwicky F. 1936 PASP 48, 191

10. Cohen J.G. 1985 ApJ292, 9012. van den Bergh S. 1986, στο Galaxy Distances and Deviations from Universal Expansion, ed. από B.F.Madore και R.B.TuUy, NATO ASI Series 80, 41

11. Hubble E. 1936 ApJ 84, 286

12. Sanage A. 1958 ApJ 127, 513

13. Sanage A., Tammann G.A. 1974 ApJ 194, 223 17] de Vaucouleurs G. 1978 ApJ224, 710

14. Humphreys R.M. 1983 ApJ269, 335

15. Karachentsev I.D., Tikhonov N.A. 1994 A&A 286, 718 20] Madore B., Freedman W. 1991 PASP 103, 93321. Gould A. 1994 AAJ426, 542

16. Γιορτή Μ. 1998 MNRAS 293L, 27

17. Madore B., Freedman W. 1998 ApJ492, 110

18. Mold J., Kristian J. 1986 ApJ 305, 591

19. Lee M., Freedman W., Madore B. 1993 ApJ417, 533

20. Da Costa G., Armandroff T. 1990 AJlOO, 162

21. Salaris M., Cassisi S. 1997 MNRAS 289, 406

22. Salaris M., Cassisi S. 1998 MNRAS298, 166

23. Bellazzini M., Ferraro F., Pancino E. 2001 ApJ 556, 635

24. Gratton R., Fusi Pecci F., Carretta E., Clementini G., Corsi C., Lattanzi M. 1997 ApJ491, 749

25. Fernley J., Barnes T., Skillen L, Hawley S., Hanley C, Evans D., Solono E., Garrido R. 1998 A&A 330, 515

26. Groenewegen M., Salaris M. 1999 A&A 348L, 3335. Jacoby G. 1980 ApJS 42, 1

27. Bottinelli L., Gouguenheim L., Paturel C., Teerikorpi P., 1991 A&A 252, 550

28. Jacoby G., Ciardullo R. 1999 ApJ 515, 169

29. Harris W. 1991 Ann. Στροφή μηχανής. Αστρ. Απ. 29, 543

30. Harris W. 1996 AJ 112, 1487

31. Blakeslee J., Vazdekis A., Ajhar E., 2001 MNRAS S20, 193

32. Tonry J., Schneider B. 1988 AJ 96, 807

33. Tonry J., Blakeslee J., Ajhar E., Dressier A. 2000 ApJ530, 625

34. Ajhar E., Lauer T., Tonry J., Blakeslee J., Dressier A., ​​· Holtzman J., Postman M., 1997 AJ 114, 626

35. Tonry J., Blakeslee J., Ajhar E., Dressier A. 1997 ApJ475, 399

36. Tully R., Fisher J. 1977 A&A 54, 661

37. Russell D. 2002 ApJ 565, 681

38. Sanage A. 1994 ApJ 430, 13

39. Faber S., Jackson R. 1976 ApJ 204, 668

40. Faber S., Wegner G., Burstain B., Davies R., Dressier A., ​​· Lynden-Bell D., Terlevich R. 1989 ApJS 69, 763

41. Panagia N., Gilmozzi R., Macchetto F., Adorf H., Kirshner R. 1991 ApJ 380, L23

42. Salaris M., Groenewegen M. 2002 A&A 3 81, 440

43. McHardy J., Stewart G., Edge A., Cooke B., Yamashita K., Hatsukade I. 1990 MNRAS 242, 215

44. Bahle H., Maddox S. Lilje P. 1994 ApJ 435, L79

45. Freedman W., Madore B., Gibson B., Ferrarese L., Kelson B., Sakai S., Mold R., Kennicutt R., Ford H., Graham J., Huchra J., Hughes S., Illingworth G., Macri L., Stetson P. 2001 ApJ553, 47

46. ​​Lee M., Kim M., Sarajedini A., Geisler D., Gieren W. 2002ApJ565, 959

47. Kim M., Kim E., Lee M., Sarajedini A., Geisler D. 2002 AJ123, 244

48. Maeder A., ​​Conti P. 1994 Ann. Στροφή μηχανής. Άστρον. Αστροφ. 32, 227

49. Bertelli G., Bessan A., Chiosi C., Fagotto F., Nasi E. 1994 A&A 106, 271

50. Greggio L. 1986 A&A 160, 111

51. Shild H., Maeder A. A&A 127, 238.

52. Linga G. Catalog of Open Cluster Data, 5th edn, Stellar Data Center, Observatoire de Strasbourg, Γαλλία.

53. Massey P. 1998 ApJ 501, 153

54. Makarova L. 1999 A&A 139, 491

55. Rozanski R., Rowan-Robinson M. 1994 MNRAS 271, 530

56. Makarova L., Karachentsev I., Takolo L. et al. 1998 A&A 128, 459

57. Crone M., Shulte-Ladbeck R., Hopp U., Greggio L. 2000 545L, 31

58. Tikhonov N., Karachentsev I., Bilkina V., Sharina M. 1992 A&A Trans 1, 269

59. Georgiev Ts, 1996 Διδακτορική διατριβή Nizhny Arkhyz, CAO RAS 72] Karachentsev L, Kopylov A., Kopylova F. 1994 Bull. ΣΑΟ 38,5

60. Kelson D., lUingworth G. et al. 1996 ApJ 463, 26

61. Saha Α., Sandage Α., et al. 1996ApJS 107, 693

62. Iben I., Renzini A. 1983 Ann. Στροφή μηχανής. Άστρον. Αστροφ. 21, 271

63. Kholonov P. 1985 Star clusters. Μιρ, Μόσχα

64. Sakai S., Madore V., Freedman W., Laver T., Ajhar E., Baum W. 1997 ApJ478, 49

65. Aparicio A., Tikhonov N., Karachentsev I. 2000 AJ 119, 177.

66. Aparicio A., Tikhonov N. 2000 AJ 119, 2183

67. Madore V., Freedman W. 1995 AJ 109, 1645

68. Velorosova T., Merman., Sosnina M. 1975 Izv. RAO 193, 175 82] Tikhonov N. 1983 Επικοινωνία. JSC 39, 40

69. Ziener R. 1979 Astron. Ναχρ. 300, 127

70. Tikhonov N., Georgiev T., Bilkina B. 1991 SoobiL. CAO 67, 114

71. Karachentsev L, Tikhonov N. 1993 A&A 100, 227 87] Tikhonov N., Karachentsev I. 1993 A&A 275, 39 88] Landolt A. 1992 AJ 104, 340

72. Treffers R.R., Richmond M.W. 1989, ΠΑΣΠ 101, 725

73. Γκεόργκιεφ Τσ.Β. 1990 Αστροφίζ. Issled. (Izv.SAO) 30, 127

74. Sharina M., Karachentsev I., Tikhonov N. 1996 A&A 119, 499

75. Tikhonov N., Makarova L. 1996 Astr. Ναχρ. 317, 179

76. Tikhonov N., Karachentsev I. 1998 A&A 128, 325

77. Stetson P. 1993 Εγχειρίδιο χρήστη για το SHORYOT I (Victoria: Dominion Astrophys. Obs.)

78. Drozdovsky I. 1999 Υποψήφια διατριβή του Κρατικού Πανεπιστημίου Αγίας Πετρούπολης, Αγία Πετρούπολη

79. Holtzman J, Burrows C, Casertano S, et αϊ. 1995 PASP 107, 1065 97] Aparicio Α., Cepa J., Gallart C. et al. 1995 AJ 110, 212

80. Sharina M., Karachentsev I., Tikhonov I., Letters to AJ, 1997 23, 430

81. Abies N. 1971 Publ.U.S.Naval Obs. 20, μέρος IV, 1

82. Karachentsev I. 1993 Preprint CAO 100, 1

83. Tolstoy E. 2001 Local Group in Microlensing 2000: A New Era of Microlensing Astrophysics, Cape Town, ASP Conf. Ser eds. J.W. Menzies και Π.Δ. Sackett

84. Jacoby G., Lesser M. 1981 L J 86, 185

85. Hunter D. 2001 ApJ 559, 225

86. Karachentseva V. 1976 Επικοινωνία. GAG 18, 42

87. Aparicio A., Gall art K., Bertelli G. 1997 AJ 114, 680112. Lee M. 1995 AJ 110, 1129.

88. Miller V., Dolphin A. et. al. 2001 ApJ 562, 713 114] Fisher J., TuUy R. 1975 A&A 44, 151

89. Greggio L., Marconi G. et al. 1993 AJ 105, 894

90. Lee Μ., Aparicio Α., Tikhonov Ν. et al. 1999 AJ 118, 853

91. Armandroff T. et al. 1998 AJ 116, 2287

92. Karachentsev L, Karachentseva V. 1998 A&A 127, 409

93. Tikhonov N., Karachentsev I. 1999 ΣΕΛΙΔΑ 25, 391

94. Sanage A. 1984 AJ 89, 621

95. Humphreys R., Aaronson Μ. et αϊ. 1986 AJ 93, 808

96. Georgiev Ts., Bilkina V., Tikhonov N. 1992 A&A 95, 581

97. Γκεοργκίεφ Τσ. V., Tikhonov N.A., Karachentsev I.D., Bilkina B.I. 1991 A&AS 89, 529

98. Karachentsev ID., Tikhonov N.A. Georgiev Ts.B., Bilkina B.I. 1991 A&AS 91, 503

99. Freedman W., Hughes S. et al. 1994 ApJ427, 628

100. Sandage A., Tammann G. 1974 ApJ 191, 559 134] Sandage A., Tammann G. 1974 ApJ 191, 603

101. NASA/IP AC Extragalactic Database http://nedwww.ipac.caltech.edu 136] Karachentsev I., Tikhonov N., Sazonova L. 1994 ΣΕΛΙΔΑ 20, 84

102. Aloisi Α., Clampin Μ., et al. 2001 AJ 121, 1425

103. Luppino G., Tonry J. 1993 ApJ410, 81

104. Tikhonov N., Karachentsev I. 1994 Δελτίο. SAO 38, 32

105. Valtonen Μ., Byrd G., et al. 1993 AJ 105, 886 141] Zheng J., Valtonen M., Byrd G. 1991 A&A 247 20

106. Karachentsev I., Kopylov A., Kopylova F. 1994 Bnll SAO 38, 5 144] Georgiev Ts., Karachentsev I., Tikhonov N. 1997 YALZH 23, 586

107. Makarova L., Karachentsev I., Georgiev Ts. 1997 ΣΕΛΙΔΑ 23, 435

108. Makarova L., Karachentsev I., et al. 1998 A&A 133, 181

109. Karachentsev L, Makarov D. 1996 AJ 111, 535

110. Makarov D. 2001 Διδακτορική διατριβή

111. Freedman W., Madore V. et al. 1994 Nature 371, 757

112. Ferrarese L., Freedman W. et al. 1996 ApJ4Q4 568

113. Graham J., Ferrarese L. et al. 1999 ApJ51Q, 626 152] Maori L., Huchra J. et al. 1999 ApJ 521, 155

114. Fouque P., Solanes J. et al. 2001 Προεκτύπωση ESO, 1431

115. BingeUi B. 1993 Halitati onsschrift, Univ. Βασιλεία

116. Aaronson Μ., Huchra J., Mold J. at al. 1982 ApJ 258, 64

117. BingeUi V., Sandage A., Tammann G. 1995 AJ 90, 1681157. Reaves G. 1956 AIJai, 69

118. Tolstoy E., Saha A. et al. 1995 AJ 109, 579

119. Dohm-Palmer R., Skillman Ε. et αϊ. 1998 A J116, 1227 160] Saha Α., Sandage Α. et al. 1996ApJS 107, 693

120. Shanks Τ., Tanvir Ν. et αϊ. 1992 MNRAS 256, 29

121. PierceM., McClure R., Racine R. 1992ApJ393, 523

122. Schoniger F., Sofue Y. 1997 A&A 323, 14

123. Federspiel M., Tammann G., Sandage A. 1998 ApJ495, 115

124. Whitemore W., Sparks W., et al. 1995 ApJ454L, 173 167] Onofrio Μ., Capaccioli Μ., et al. 1997 MNRAS 289, 847 168] van den Bergh S. 1996 PASF 108, 1091

125. Ferrarese L., Gibson Β., Kelson D. et al. 1999 αστροφ/9909134

126. Saha Α., Sandage Α. et al. 2001 ApJ562, 314

127. Tikhonov N., Galazutdinova 0., Drozdovsky I., 2000 Astrophysics 43,

128. Humason M., Mayall N., Sandage A. 1956 AJ 61, 97173. TuUy R. 1980 ApJ 237, 390

129. TuUy R., Fisher J. 1977 A&A 54, 661

130. Pisano D., Wilcots E. 2000 AJ 120, 763

131. Pisano V., Wilcots E., Elmegreen B. 1998 AJ 115, 975

132. Davies R., Kinman T. 1984 MNRAS 207, 173

133. Capaccioli Μ., Lorenz Η., Afanasjev V. 1986 Α&Α 169, 54 179] Silbermann Ν., Harding Ρ., Madore Β. et al. 1996 ApJ470, 1180. Pierce M. 1994 ApJ430, 53

134. Holzman J.A. , Hester J.J., Casertano S. et al. 1995 ΠΑΣΠ 107, 156

135. CiarduUo R., Jacjby J., Harris W. 1991 ApJ383, 487 183] Ferrarese L., Mold J. et al. 2000 ApJ529, 745

136. Schmidt W., Kitshner R., Eastman R. 1992 ApJ 395, 366

137. Neistein E., Maoz D. 1999 AJ117, 2666186. Arp H. 1966 ApJS 14, 1

138. Elholm T., Lanoix P., Teerikorpi P., Fouque P., Paturel G. 2000 A&A 355, 835

139. Klypin A., Hoffman Y., Kravtsov A. 2002 astro-ph 0107104

140. Gallart C., Aparicio Α. et al. 1996 AJ 112, 2596

141. Aparicio Α., Gallart C. et al. 1996 Mem.S.A.It 67, 4

142. Holtsman J., Gallagher Α. et al. 1999 AJ 118, 2262

143. Sandage A. Hubble Atlas of Galaxies Washington193. de Vaucouleurs G. 1959 Handb. Physik 53, 295194. van den Bergh S. 1960 Publ. Παρατηρ. Dunlap 11, 6

144. Morgan W. 1958 PASP 70, 364

145. Wilcots E., Miller B. 1998 AJXIQ, 2363

146. Pushe D., Westphahl D., et al. 1992 A J103, 1841

147. Walter P., Brinks E. 1999 AJ 118, 273

148. Jarrett T. 2000 PASP 112, 1008

149. Roberts M., Hyanes M. 1994 στο Dwarf Galaxies ed. από Meylan G. και Prugniel P. 197

150. Bosma A. 1981 R J 86, 1791

151. Skrutskie M. 1987 Ph.D. Πανεπιστήμιο Κορνέλ

152. Bergstrom J. 1990 Ph.D. Πανεπιστήμιο της Μινεσότα

153. Heller A., ​​· Brosch N., et al. 2000 MNRAS 316, 569

154. Hunter D., 1997 PASP 109, 937

155. Bremens T., Bingelli B, Prugniel P. 1998 A&AS 129, 313 208] Bremens T., Bingelli B, Prugniel P. 1998 A&AS 137, 337

156. Paturel P. et al. 1996 Catalog of Principal Galaxies PRC-ROM

157. Harris J., Harris W., Poole 0. 1999 AJ 117, 855

158. Swaters R. 1999 Ph.D. Rijksuniversiteit, Χρόνινγκεν

159. Tikhonov N., 1998 στο lAU Symp. 192, The Stellar Content of Local Group Galaxies, εκδ. Whitelock P. και Cannon R., 15.

160. Minniti D., Zijlstra A. 1997 AJ 114, 147

161. Minniti D., Zijlstra A., Alonso V. 1999 AJ 117, 881

162. Lynds R., Tolstoy E. et al. 1998 AJ 116, 146

163. Drozdovsky I., Schulte-Ladbeck R. et al. 2001 ApJL 551, 135

164. James P., Casali M. 1998 MNRAS 3Q1, 280

165. Lequeux J., Combes F. et al. 1998 A&A 334L, 9

166. Zheng Z., Shang Z. 1999 AJ 117, 2757

167. Aparicio A., Gallart K. 1995 AJ 110, 2105

168. Bizyaev D. 1997 Υποψήφια διατριβή, Κρατικό Πανεπιστήμιο Μόσχας, SAI

169. Ferguson A, Clarke S. 2001 MNRAS32b, 781

170. Chiba M., Beers T. 2000 AJ 119, 2843

171. Cuillandre J., Lequeux J., Loinard L. 1998 στο lAU Symp. 192, The Stellar Content of Group Galaxies, εκδ. Whitelock P. και Cannon R., 27

172. Εικ. 1: Εικόνες γαλαξιών στο σμήνος της Παρθένου που τραβήξαμε εμείς με το BTA. Για να τονιστεί η δομή των γαλαξιών, πραγματοποιήθηκε φιλτράρισμα των εικόνων κατά μέσο όρο143

173. Εικ. 3: Εικόνες γαλαξιών στην ομάδα KSS1023 που ελήφθησαν με το BTA και το N8T (τέλος)

Λάβετε υπόψη ότι τα επιστημονικά κείμενα που παρουσιάζονται παραπάνω δημοσιεύονται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς και ελήφθησαν μέσω της αναγνώρισης κειμένου της αρχικής διατριβής (OCR). Επομένως, ενδέχεται να περιέχουν σφάλματα που σχετίζονται με ατελείς αλγόριθμους αναγνώρισης. Δεν υπάρχουν τέτοια λάθη στα αρχεία PDF των διατριβών και των περιλήψεων που παραδίδουμε.

Θα ξεκινήσουμε τη γρήγορη ανασκόπησή μας με μια σύντομη συζήτηση για την τρέχουσα κατάσταση του Σύμπαντος (ακριβέστερα, του παρατηρήσιμου τμήματός του).

1.2.1. Ομοιογένεια και ισοτροπία

Σε μεγάλες κλίμακες, το ορατό τμήμα του σύγχρονου Σύμπαντος είναι ομοιογενές και ισότροπο. Τα μεγέθη των μεγαλύτερων δομών στο Σύμπαν - υπερσμήνη γαλαξιών και γιγάντια "κενά" (κενά) - φτάνουν τα δεκάδες megaparsecs). Περιοχές του Σύμπαντος με μέγεθος 100 Mpc ή περισσότερο φαίνονται όλες ίδιες (ομοιογένεια), ενώ δεν υπάρχουν διακριτές κατευθύνσεις στο Σύμπαν (ισοτροπία). Αυτά τα γεγονότα είναι πλέον σταθερά τεκμηριωμένα ως αποτέλεσμα εις βάθος ερευνών στις οποίες έχουν παρατηρηθεί εκατοντάδες χιλιάδες γαλαξίες.

Είναι γνωστά περισσότερα από 20 υπερσμήνη.Η Τοπική Ομάδα είναι μέρος ενός υπερσμήνου με κέντρο το σμήνος της Παρθένου. Το μέγεθος του υπερσμήνου είναι περίπου 40 Mpc, και εκτός από το σμήνος της Παρθένου, περιλαμβάνει σμήνη από τους αστερισμούς Ύδρα και Κένταυρο. Αυτές οι μεγαλύτερες δομές είναι ήδη πολύ "χαλαρές": η πυκνότητα των γαλαξιών σε αυτές είναι μόνο 2 φορές υψηλότερη από τον μέσο όρο. Το κέντρο του επόμενου υπερσμήνου, που βρίσκεται στον αστερισμό της Βερενίκης, απέχει περίπου εκατό megaparsecs.

Επί του παρόντος, βρίσκονται σε εξέλιξη εργασίες για τη σύνταξη του μεγαλύτερου καταλόγου γαλαξιών και κβάζαρ - του καταλόγου SDSS (Sloan Digital Sky Survey). Βασίζεται σε δεδομένα που ελήφθησαν χρησιμοποιώντας τηλεσκόπιο 2,5 μέτρων, ικανό να μετρήσει ταυτόχρονα τα φάσματα 640 αντικειμένων σε 5 περιοχές συχνοτήτων (μήκη κύματος φωτός $\λάμδα = 3800-9200 A$, ορατή περιοχή). Αυτό το τηλεσκόπιο έπρεπε να μετρήσει τη θέση και τη φωτεινότητα περισσότερων από διακόσια εκατομμυρίων αστρονομικών αντικειμένων και να προσδιορίσει τις αποστάσεις σε γαλαξίες άνω των $10^6$ και κβάζαρ άνω των $10^5$. Η συνολική περιοχή παρατήρησης ανερχόταν σχεδόν στο ένα τέταρτο της ουράνιας σφαίρας. Μέχρι σήμερα, τα περισσότερα από τα πειραματικά δεδομένα έχουν υποστεί επεξεργασία, γεγονός που κατέστησε δυνατό τον προσδιορισμό των φασμάτων περίπου 675 χιλιάδων γαλαξιών και περισσότερων από 90 χιλιάδων κβάζαρ. Τα αποτελέσματα απεικονίζονται στο Σχ. 1.1, το οποίο δείχνει πρώιμα δεδομένα SDSS: τις θέσεις 40 χιλιάδων γαλαξιών και 4 χιλιάδων κβάζαρ που ανακαλύφθηκαν σε μια περιοχή της ουράνιας σφαίρας με εμβαδόν 500 τετραγωνικών μοιρών. Τα σμήνη γαλαξιών και τα κενά είναι καθαρά ορατά, η ισοτροπία και η ομοιογένεια του Σύμπαντος αρχίζει να εμφανίζεται σε κλίμακες της τάξης των 100 Mpc και μεγαλύτερες. Το χρώμα της κουκκίδας καθορίζει τον τύπο του αντικειμένου. Η κυριαρχία του ενός ή του άλλου τύπου καθορίζεται, γενικά, από τις διαδικασίες σχηματισμού και εξέλιξης των δομών - αυτή η ασυμμετρία είναι χρονική, όχι χωρική.

Πράγματι, από απόσταση 1,5 Gpc, που είναι το μέγιστο στην κατανομή των φωτεινών κόκκινων ελλειπτικών γαλαξιών (κόκκινες κουκκίδες στο σχήμα 1.1), το φως ταξίδεψε στη Γη για περίπου 5 δισεκατομμύρια χρόνια. Τότε το Σύμπαν ήταν διαφορετικό (για παράδειγμα, το Ηλιακό σύστημα δεν υπήρχε ακόμη).

Αυτή η χρονική εξέλιξη γίνεται αισθητή σε μεγάλες χωρικές κλίμακες. Ένας άλλος λόγος για την επιλογή αντικειμένων παρατήρησης είναι η παρουσία ενός ορίου ευαισθησίας στα όργανα εγγραφής: σε μεγάλες αποστάσεις καταγράφονται μόνο φωτεινά αντικείμενα και τα φωτεινότερα αντικείμενα που εκπέμπουν συνεχώς φως στο Σύμπαν είναι τα κβάζαρ.

Ρύζι. 1.1. Χωρική κατανομή γαλαξιών και κβάζαρ σύμφωνα με δεδομένα SDSS. Οι πράσινες κουκκίδες υποδεικνύουν όλους τους γαλαξίες (σε μια δεδομένη στερεά γωνία) με φωτεινότητα που υπερβαίνει μια ορισμένη τιμή. Οι κόκκινες κουκκίδες δείχνουν τους πιο φωτεινούς γαλαξίες από μακρινά σμήνη, σχηματίζοντας έναν αρκετά ομοιογενή πληθυσμό. στο συνοδευτικό πλαίσιο αναφοράς, το φάσμα τους μετατοπίζεται στην κόκκινη περιοχή σε σύγκριση με τους συνηθισμένους γαλαξίες. Οι γαλάζιες και μπλε κουκκίδες δείχνουν τις θέσεις των κανονικών κβάζαρ. Η παράμετρος h είναι περίπου 0,7

1.2.1. Επέκταση

Το Σύμπαν διαστέλλεται: οι γαλαξίες απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο (Φυσικά, αυτό δεν ισχύει για γαλαξίες που βρίσκονται στο ίδιο σμήνος και συνδέονται βαρυτικά μεταξύ τους· μιλάμε για γαλαξίες που είναι αρκετά απομακρυσμένοι μεταξύ τους). Μεταφορικά ο χώρος, ενώ παραμένει ομοιογενής και ισότροπος, τεντώνεται, με αποτέλεσμα να αυξάνονται όλες οι αποστάσεις.

Για να περιγραφεί αυτή η επέκταση, εισάγεται η έννοια του συντελεστή κλίμακας $a(t)$, ο οποίος αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου. Η απόσταση μεταξύ δύο απομακρυσμένων αντικειμένων στο Σύμπαν είναι ανάλογη του $a(t)$ και η πυκνότητα των σωματιδίων μειώνεται ως $^(-3)$. Ο ρυθμός διαστολής του Σύμπαντος, δηλ. σχετική αύξηση των αποστάσεων ανά μονάδα χρόνου, που χαρακτηρίζεται από την παράμετρο Hubble $$ H(t)=\frac(\dot(a)(t))(a(t)) $$

Η παράμετρος Hubble εξαρτάται από το χρόνο. για τη σύγχρονη σημασία του χρησιμοποιούμε, ως συνήθως, τον συμβολισμό $H_0$.

Λόγω της διαστολής του Σύμπαντος, το μήκος κύματος ενός φωτονίου που εκπέμπεται στο μακρινό παρελθόν αυξάνεται επίσης. Όπως όλες οι αποστάσεις, το μήκος κύματος αυξάνεται αναλογικά με $a(t).$ Ως αποτέλεσμα, το φωτόνιο παρουσιάζει μια μετατόπιση του κόκκινου. Ποσοτικά, η μετατόπιση του κόκκινου z σχετίζεται με την αναλογία των μηκών κύματος των φωτονίων τη στιγμή της εκπομπής και τη στιγμή της απορρόφησης $$ \frac(\lambda_(abs))(\lambda_(em))=1+z,\, \,\,\,\, \,\,\,\,\,\,\,\,\,\, (1.3) $$ όπου $_(abs)$ είναι απορρόφηση, $_(em)$ είναι εκπομπή.

Φυσικά, αυτή η αναλογία εξαρτάται από το πότε εκπέμπεται το φωτόνιο (υποθέτοντας ότι απορροφάται στη Γη σήμερα), δηλ. στην απόσταση μεταξύ της πηγής και της Γης. Η μετατόπιση του κόκκινου είναι μια άμεσα μετρήσιμη ποσότητα: το μήκος κύματος τη στιγμή της εκπομπής καθορίζεται από τη φυσική της διαδικασίας (για παράδειγμα, αυτό είναι το μήκος κύματος του φωτονίου που εκπέμπεται κατά τη μετάβαση ενός ατόμου υδρογόνου από την πρώτη διεγερμένη κατάσταση στο έδαφος κατάσταση), και το $\lambda_(abs)$ μετριέται άμεσα. Έτσι, προσδιορίζοντας ένα σύνολο γραμμών εκπομπής (ή απορρόφησης) και προσδιορίζοντας πόσο μετατοπισμένες είναι στο κόκκινο, μπορεί να μετρηθεί η μετατόπιση προς το κόκκινο της πηγής.

Στην πραγματικότητα, η αναγνώριση πραγματοποιείται κατά μήκος πολλών γραμμών ταυτόχρονα, οι πιο χαρακτηριστικές για αντικείμενα του ενός ή του άλλου τύπου (βλ. Εικ. 1.2). Εάν βρεθούν γραμμές απορρόφησης στο φάσμα (κενά, όπως στα φάσματα στο σχήμα 1.2), αυτό σημαίνει ότι το αντικείμενο για το οποίο προσδιορίζεται η μετατόπιση του κόκκινου βρίσκεται μεταξύ της πηγής ακτινοβολίας (για παράδειγμα, ενός κβάζαρ) και του παρατηρητή ( Τα φωτόνια πολύ συγκεκριμένων συχνοτήτων υφίστανται απορρόφηση συντονισμού σε άτομα και ιόντα (ακολουθούμενη από ισότροπη επανεκπομπή), η οποία οδηγεί σε βυθίσεις στο φάσμα της έντασης της ακτινοβολίας προς την κατεύθυνση προς τον παρατηρητή. Εάν ανιχνευθούν γραμμές εκπομπής (κορυφές στο φάσμα) στο φάσμα, τότε το ίδιο το αντικείμενο είναι πομπός.

Ρύζι. 1.2. Γραμμές απορρόφησης στα φάσματα μακρινών γαλαξιών. Το επάνω διάγραμμα δείχνει τα αποτελέσματα των μετρήσεων της διαφορικής ροής ενέργειας από έναν μακρινό (z = 2,0841) γαλαξία. Οι κάθετες γραμμές υποδεικνύουν τη θέση των γραμμών ατομικής απορρόφησης, η αναγνώριση των οποίων κατέστησε δυνατό τον προσδιορισμό της μετατόπισης του γαλαξία στο κόκκινο. Στα φάσματα των πιο κοντινών γαλαξιών, αυτές οι γραμμές διακρίνονται καλύτερα. Ένα διάγραμμα με τα φάσματα τέτοιων γαλαξιών, που έχουν ήδη εισαχθεί στο συνοδευτικό πλαίσιο αναφοράς λαμβάνοντας υπόψη την ερυθρή μετατόπιση, παρουσιάζεται στο κάτω σχήμα

Για $z\ll 1$, ο νόμος του Hubble ισχύει $$ z=H_0 r,\,\,\, z\ll 1, \,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \, \,\,\,\, (1.4) $$ όπου $r$ είναι η απόσταση από την πηγή και $H_0$ είναι η τρέχουσα τιμή της παραμέτρου Hubble. Στο μεγάλο z, η εξάρτηση της απόστασης από τη μετατόπιση στο κόκκινο γίνεται πιο περίπλοκη, κάτι που θα συζητηθεί λεπτομερώς.

Ο προσδιορισμός απόλυτων αποστάσεων από μακρινές πηγές είναι πολύ δύσκολο θέμα. Μια μέθοδος είναι η μέτρηση της ροής των φωτονίων από ένα μακρινό αντικείμενο του οποίου η φωτεινότητα είναι γνωστή εκ των προτέρων. Τέτοια αντικείμενα στην αστρονομία ονομάζονται μερικές φορές τυπικά κεριά .

Τα συστηματικά σφάλματα στον προσδιορισμό του $H_0$ δεν είναι πολύ γνωστά και είναι προφανώς αρκετά μεγάλα. Αρκεί να σημειωθεί ότι η τιμή αυτής της σταθεράς, που προσδιορίστηκε από τον ίδιο τον Χαμπλ το 1929, ήταν 550 km/(s · Mpc). Οι σύγχρονες μέθοδοι μέτρησης της παραμέτρου Hubble δίνουν $$ H_0=73_(-3)^(+4)\frac(km)(c\cdot Mpc). \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, (1,5) $$

Ας διευκρινίσουμε την έννοια της παραδοσιακής μονάδας μέτρησης της παραμέτρου Hubble που εμφανίζεται στο (1.5). Μια αφελής ερμηνεία του νόμου του Hubble (1.4) είναι ότι η ερυθρή μετατόπιση οφείλεται στην ακτινική κίνηση των γαλαξιών από τη Γη με ταχύτητες ανάλογες με τις αποστάσεις από τους γαλαξίες, $$ v=H_0r,\,\,\, v\ll 1 , \,\,\ ,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, (1.6) $$

Στη συνέχεια, η μετατόπιση του κόκκινου (1.4) ερμηνεύεται ως ένα διαμήκη φαινόμενο Doppler (σε $v\ll c$, δηλ. $v\ll 1$ σε φυσικές μονάδες, μετατόπιση Doppler $z=v$). Από αυτή την άποψη, στην παράμετρο Hubble $H_0$ εκχωρείται η διάσταση [ταχύτητα/απόσταση]. Τονίζουμε ότι η ερμηνεία της κοσμολογικής μετατόπισης του ερυθρού ως προς το φαινόμενο Doppler δεν είναι απαραίτητη και σε ορισμένες περιπτώσεις είναι ανεπαρκής. Το πιο σωστό είναι να χρησιμοποιείται η σχέση (1.4) με τη μορφή που είναι γραμμένη. Η ποσότητα $H_0$ παραμετροποιείται παραδοσιακά ως εξής: $$ H_0=h\cdot 100\frac(km)(c\cdot Mpc), $$ όπου h είναι μια αδιάστατη ποσότητα της τάξης της μονάδας (βλ. (1.5)) , $$ h= 0,73_(-0,03)^(+0,04) $$ Θα χρησιμοποιήσουμε την τιμή $h = 0,7$ σε περαιτέρω εκτιμήσεις.

Ρύζι. 1.3. Διάγραμμα Hubble κατασκευασμένο από παρατηρήσεις μακρινών Κηφείδων. Η συμπαγής γραμμή δείχνει τον νόμο του Hubble με την παράμετρο $H_0$ = 75 km/(s · Mpc) να προσδιορίζεται ως αποτέλεσμα αυτών των παρατηρήσεων. Οι διακεκομμένες γραμμές αντιστοιχούν σε πειραματικά σφάλματα στην τιμή της σταθεράς Hubble

Για τη μέτρηση της παραμέτρου Hubble, οι Κηφείδες χρησιμοποιούνται παραδοσιακά ως τυπικά κεριά - μεταβλητά αστέρια, των οποίων η μεταβλητότητα σχετίζεται με γνωστό τρόπο με τη φωτεινότητα. Αυτή η σύνδεση μπορεί να αποκαλυφθεί μελετώντας τους Κηφείδες σε μερικούς συμπαγείς σχηματισμούς αστεριών, για παράδειγμα, στα Νέφη του Μαγγελάνου. Δεδομένου ότι οι αποστάσεις από όλους τους Κηφείδες σε έναν συμπαγή σχηματισμό μπορούν να θεωρηθούν ίδιες με καλό βαθμό ακρίβειας, η αναλογία των παρατηρούμενων φωτεινοτήτων τέτοιων αντικειμένων είναι ακριβώς ίση με την αναλογία των φωτεινοτήτων τους. Η περίοδος των παλμών των Κηφειδών μπορεί να κυμαίνεται από μια ημέρα έως αρκετές δεκάδες ημέρες, κατά τη διάρκεια των οποίων η φωτεινότητα αλλάζει αρκετές φορές. Ως αποτέλεσμα των παρατηρήσεων, δημιουργήθηκε μια εξάρτηση της φωτεινότητας από την περίοδο παλμών: όσο πιο φωτεινό είναι το αστέρι, τόσο μεγαλύτερη είναι η περίοδος παλμών.

Κηφείδες - γίγαντες και υπεργίγαντες, ώστε να μπορούν να παρατηρηθούν πολύ πέρα ​​από τα όρια του Γαλαξία. Έχοντας μελετήσει το φάσμα των απομακρυσμένων Κηφείδων, η μετατόπιση προς το ερυθρό εντοπίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο (1.3) και μελετώντας τη χρονική εξέλιξη προσδιορίζεται η περίοδος των παλμών της φωτεινότητας. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τη γνωστή εξάρτηση της μεταβλητότητας από τη φωτεινότητα, προσδιορίζεται η απόλυτη φωτεινότητα του αντικειμένου και στη συνέχεια υπολογίζεται η απόσταση από το αντικείμενο, μετά την οποία λαμβάνεται η τιμή της παραμέτρου Hubble χρησιμοποιώντας τον τύπο (1.4). Στο Σχ. Το σχήμα 1.3 δείχνει το διάφραγμα Hubble που λαμβάνεται με αυτόν τον τρόπο - την εξάρτηση της μετατόπισης προς το κόκκινο από την απόσταση.

Εκτός από τους Κηφείδες, υπάρχουν και άλλα φωτεινά αντικείμενα που χρησιμοποιούνται ως τυπικά κεριά, όπως οι σουπερνόβα τύπου 1α.

1.2.3. Η διάρκεια ζωής του Σύμπαντος και το μέγεθος του παρατηρήσιμου μέρους του

Η παράμετρος Hubble έχει στην πραγματικότητα διάσταση $$, επομένως το σύγχρονο Σύμπαν χαρακτηρίζεται από μια χρονική κλίμακα $$ H_0^(-1)=\frac 1h\cdot \frac(1)(100)\frac(km)( c\cdot Mpc)=\ frac 1h\cdot 3\cdot 10^(17)c=\frac 1h\cdot 10^(10)\περίπου 1,4\cdot 10^(10) έτος. $$ και κλίμακα κοσμολογικής απόστασης $$ H_0^(-1)=\frac 1h\cdot 3000 Mpc \περίπου 4,3\cdot 10^3 Mpc. $$

Σε γενικές γραμμές, το μέγεθος του Σύμπαντος θα διπλασιαστεί σε περίπου 10 δισεκατομμύρια χρόνια. γαλαξίες που βρίσκονται σε απόσταση περίπου 3000 Mpc από εμάς απομακρύνονται από εμάς με ταχύτητες συγκρίσιμες με την ταχύτητα του φωτός. Θα δούμε ότι ο χρόνος $H_0^(-1)$ συμπίπτει κατά σειρά μεγέθους με την ηλικία του Σύμπαντος και η απόσταση $H_0^(-1)$ συμπίπτει με το μέγεθος του ορατού μέρους του Σύμπαντος. Θα βελτιώσουμε τις ιδέες μας σχετικά με την ηλικία του Σύμπαντος και το μέγεθος του ορατού τμήματός του στο μέλλον. Εδώ σημειώνουμε ότι μια απλή προέκταση της εξέλιξης του Σύμπαντος στο παρελθόν (σύμφωνα με τις εξισώσεις της κλασικής γενικής θεωρίας της σχετικότητας) οδηγεί στην ιδέα της στιγμής του Big Bang, από την οποία ξεκίνησε η κλασική κοσμολογική εξέλιξη. τότε η διάρκεια ζωής του Σύμπαντος είναι ο χρόνος που έχει περάσει από τη Μεγάλη Έκρηξη και το μέγεθος του ορατού μέρους (το μέγεθος του ορίζοντα) είναι η απόσταση που έχουν διανύσει τα σήματα που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός από τη Μεγάλη Έκρηξη. Επιπλέον, το μέγεθος ολόκληρου του Σύμπαντος υπερβαίνει σημαντικά το μέγεθος του ορίζοντα. στην κλασική γενική θεωρία της σχετικότητας, το χωρικό μέγεθος του Σύμπαντος μπορεί να είναι άπειρο.

Ανεξάρτητα από τα κοσμολογικά δεδομένα, υπάρχουν παρατηρητικά κατώτερα όρια για την ηλικία του Σύμπαντος $t_0$. Διάφορες ανεξάρτητες μέθοδοι οδηγούν σε κλείσιμο ορίων στο επίπεδο των $t_0\gtrsim 14$ δισεκατομμύρια έτη $=1,4\cdot 10^(10)$.

Μια μέθοδος με την οποία λαμβάνεται ο τελευταίος περιορισμός είναι η μέτρηση της κατανομής φωτεινότητας των λευκών νάνων. Λευκοί νάνοι, συμπαγή αστέρια υψηλής πυκνότητας με μάζες περίπου ίσες με τη μάζα του Ήλιου, σταδιακά εξασθενούν ως αποτέλεσμα της ψύξης μέσω της ακτινοβολίας. Λευκοί νάνοι διαφόρων φωτεινοτήτων βρίσκονται στον Γαλαξία, αλλά ξεκινώντας από μια συγκεκριμένη χαμηλή φωτεινότητα, ο αριθμός των λευκών νάνων μειώνεται απότομα και αυτή η πτώση δεν σχετίζεται με την ευαισθησία του εξοπλισμού παρατήρησης. Η εξήγηση είναι ότι ακόμη και οι παλαιότεροι λευκοί νάνοι δεν έχουν κρυώσει αρκετά για να γίνουν τόσο αμυδρά. Ο χρόνος ψύξης μπορεί να προσδιοριστεί μελετώντας το ενεργειακό ισοζύγιο καθώς το αστέρι ψύχεται. Αυτός ο χρόνος ψύξης—η ηλικία των παλαιότερων λευκών νάνων—είναι ένα χαμηλότερο όριο στη διάρκεια ζωής του Γαλαξία, και επομένως ολόκληρου του Σύμπαντος.

Μεταξύ άλλων μεθόδων, σημειώνουμε τη μελέτη της αφθονίας των ραδιενεργών στοιχείων στον φλοιό της γης και στους μετεωρίτες, τη σύγκριση της εξελικτικής καμπύλης των αστεριών της κύριας ακολουθίας στο διάγραμμα Hertzsprung-Russell («φωτεινότητα - θερμοκρασία» ή «φωτεινότητα - χρώμα» ) με την αφθονία των παλαιότερων αστεριών σε σφαιρικά σμήνη αστεριών που έχουν εξαντληθεί από μέταλλο ( Τα σφαιρικά σμήνη είναι ενδογαλαξιακές δομές με διάμετρο περίπου 30 pc, συμπεριλαμβανομένων εκατοντάδων χιλιάδων, ακόμη και εκατομμυρίων αστέρων. Ο όρος "μέταλλα" στην αστροφυσική αναφέρεται σε όλα τα στοιχεία βαρύτερα από το ήλιο.), μελετώντας την κατάσταση των διεργασιών χαλάρωσης σε αστρικά σμήνη, μετρώντας την αφθονία του θερμού αερίου στα σμήνη γαλαξιών.

1.2.4. Χωρική επιπεδότητα

Η ομοιογένεια και η ισοτροπία του Σύμπαντος δεν σημαίνει, μιλώντας γενικά, ότι σε μια σταθερή χρονική στιγμή ο τρισδιάστατος χώρος είναι ένα 3-επίπεδο (τρισδιάστατος Ευκλείδειος χώρος), δηλαδή ότι το Σύμπαν έχει μηδενική χωρική καμπυλότητα. Μαζί με το 3-επίπεδο, η 3-σφαίρα (θετική χωρική καμπυλότητα) και η 3-υπερβολοειδής (αρνητική καμπυλότητα) είναι ομοιογενή και ισότροπα. Το θεμελιώδες αποτέλεσμα των παρατηρήσεων τα τελευταία χρόνια ήταν η διαπίστωση του γεγονότος ότι η χωρική καμπυλότητα του Σύμπαντος, αν είναι διαφορετική από το μηδέν, είναι μικρή. Θα επανέλθουμε επανειλημμένα σε αυτή τη δήλωση, τόσο για να τη διατυπώσουμε σε ποσοτικό επίπεδο όσο και για να σκιαγραφήσουμε ποια δεδομένα δείχνουν τη χωρική επιπεδότητα του Σύμπαντος. Εδώ αρκεί να πούμε ότι αυτό το αποτέλεσμα προέκυψε από μετρήσεις της ανισοτροπίας της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων και, σε ποιοτικό επίπεδο, καταλήγει στο γεγονός ότι η ακτίνα της χωρικής καμπυλότητας του Σύμπαντος είναι αισθητά μεγαλύτερη από το μέγεθος του το παρατηρήσιμο μέρος του, δηλ. αισθητά περισσότερο από $H_0^(-1)$.

Σημειώνουμε επίσης ότι τα δεδομένα σχετικά με την ανισοτροπία της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων συνάδουν με την υπόθεση μιας τετριμμένης χωρικής τοπολογίας. Έτσι, στην περίπτωση μιας συμπαγούς τρισδιάστατης πολλαπλής με χαρακτηριστικό μέγεθος της τάξης του μεγέθους του Hubble, κύκλοι με παρόμοιο μοτίβο ανισοτροπίας της υπολειμματικής ακτινοβολίας θα παρατηρηθούν στην ουράνια σφαίρα - η τομή της σφαίρας της τελευταία σκέδαση φωτονίων που απομένουν μετά τον ανασυνδυασμό (σχηματισμός ατόμων υδρογόνου) με εικόνες αυτής της σφαίρας που προκύπτουν από τη δράση των κινήσεων της ομαδικής ποικιλομορφίας. Αν ο χώρος είχε, για παράδειγμα, την τοπολογία ενός τόρου, τότε ένα ζευγάρι τέτοιων κύκλων σε διαμετρικά αντίθετες κατευθύνσεις θα παρατηρούνταν στην ουράνια σφαίρα. Η ακτινοβολία CMB δεν παρουσιάζει τέτοιες ιδιότητες.

1.2.5. «Ζεστό» Σύμπαν

Το σύγχρονο Σύμπαν είναι γεμάτο με ένα αέριο μη αλληλεπιδρώντων φωτονίων - υπολειμματική ακτινοβολία που προβλέπεται από τη θεωρία του Big Bang και ανακαλύφθηκε πειραματικά το 1964. Η πυκνότητα του αριθμού των υπολειμμάτων φωτονίων είναι περίπου 400 ανά κυβικό εκατοστό. Η κατανομή ενέργειας των φωτονίων έχει ένα θερμικό φάσμα Planck (Εικ. 1.4), που χαρακτηρίζεται από θερμοκρασία $$ T_0=2.725 \pm 0.001 K \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, \,\ ,\,\, (1.7) $$ (σύμφωνα με την ανάλυση). Η θερμοκρασία των φωτονίων που προέρχονται από διαφορετικές κατευθύνσεις στην ουράνια σφαίρα είναι η ίδια σε επίπεδο περίπου $10^(-4)$. αυτό είναι άλλη μια απόδειξη της ομοιογένειας και της ισοτροπίας του Σύμπαντος.

Ρύζι. 1.4. Μετρήσεις του φάσματος της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου. Τα δεδομένα συγκεντρώθηκαν στο . Η διακεκομμένη καμπύλη δείχνει το φάσμα Planck (φάσμα μαύρου σώματος). Η πρόσφατη ανάλυση δίνει την τιμή θερμοκρασίας (1,7), και όχι T = 2,726 K, όπως στο σχήμα

Ρύζι. 1.5. Δεδομένα WMAP: γωνιακή ανισοτροπία της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων, δηλαδή η εξάρτηση της θερμοκρασίας των φωτονίων από την κατεύθυνση της άφιξής τους. Η μέση θερμοκρασία φωτονίου και η συνιστώσα του διπόλου (1,8) αφαιρούνται. οι διακυμάνσεις θερμοκρασίας που απεικονίζονται είναι στο επίπεδο $\δέλτα T \sim 100\mu K$ $\δέλτα T/T_0\sim 10^(-4)-10^(-5)$

Ταυτόχρονα, έχει διαπιστωθεί πειραματικά ότι αυτή η θερμοκρασία εξακολουθεί να εξαρτάται από την κατεύθυνση στην ουράνια σφαίρα. Η γωνιακή ανισοτροπία της θερμοκρασίας των υπολειμμάτων φωτονίων είναι επί του παρόντος καλά μετρημένη (βλ. Εικ. 1.5) και, χονδρικά, είναι της τάξης των $\δέλτα T/T_0\sim 10^(-4)-10^(-5) $. Το γεγονός ότι το φάσμα είναι Planckian προς όλες τις κατευθύνσεις ελέγχεται με τη λήψη μετρήσεων σε διαφορετικές συχνότητες.

Θα επανέλθουμε επανειλημμένα στην ανισοτροπία (και την πόλωση) της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων, αφού αφενός φέρει τις πιο πολύτιμες πληροφορίες για το πρώιμο και σύγχρονο Σύμπαν και αφετέρου η μέτρησή της είναι δυνατή με υψηλή ακρίβεια.

Ας σημειώσουμε ότι η παρουσία κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων μας επιτρέπει να εισαγάγουμε ένα επιλεγμένο σύστημα αναφοράς στο Σύμπαν: αυτό είναι το σύστημα αναφοράς στο οποίο το αέριο των υπολειμμάτων φωτονίων βρίσκεται σε ηρεμία. Το ηλιακό σύστημα κινείται σε σχέση με την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου μικροκυμάτων προς την κατεύθυνση του αστερισμού της Ύδρας. Η ταχύτητα αυτής της κίνησης καθορίζει το μέγεθος της συνιστώσας του διπόλου της ανισοτροπίας $$ \δέλτα T_(dipol)=3,346 mK \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\ ,\,\, ( 1.8) $$

Το σύγχρονο Σύμπαν είναι διαφανές στα αναλγητικά φωτόνια ( Στην πραγματικότητα, οι «διαφάνειες» διαφορετικών τμημάτων του Σύμπαντος διαφέρουν. Για παράδειγμα, το θερμό αέριο ($T\sim 10$ keV) σε σμήνη γαλαξιών διασκορπίζει λείψανα φωτόνια, τα οποία έτσι αποκτούν πρόσθετη ενέργεια. Αυτή η διαδικασία οδηγεί σε «θέρμανση» των λειψάνων φωτονίων - το φαινόμενο Zeldovich-Sunyaev. Το μέγεθος αυτής της επίδρασης είναι μικρό, αλλά αρκετά αισθητό με τις σύγχρονες μεθόδους παρατήρησης.): σήμερα η μέση ελεύθερη διαδρομή τους είναι μεγάλη σε σύγκριση με το μέγεθος του ορίζοντα $H_0^(-1)$. Αυτό δεν συνέβαινε πάντα: στο πρώιμο Σύμπαν, τα φωτόνια αλληλεπιδρούσαν έντονα με την ύλη.

Εφόσον η θερμοκρασία της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μικροκυμάτων $T$ εξαρτάται από την κατεύθυνση $\vec(n)$ στην ουράνια σφαίρα, για να μελετηθεί αυτή η εξάρτηση είναι βολικό να χρησιμοποιηθεί η διαστολή σε σφαιρικές συναρτήσεις (αρμονικές) $Y_(lm) (\textbf(n))$ που σχηματίζουν ένα πλήρες σύνολο συναρτήσεων βάσης στη σφαίρα. Με τη διακύμανση θερμοκρασίας $\δέλτα T$ προς την κατεύθυνση $\vec(n)$ εννοούμε τη διαφορά $$ \delta T(\textbf(n))\equiv T(\textbf(n)) -T_0-\δέλτα T_ (dipol) =\sum_(l,m)a_(l,m)Y_(l,m)(\textbf(n)), $$ όπου για τους συντελεστές $a_(l,m)$ η σχέση $a^ *_(l ,m)=(-1)^m a_(l,-m)$, που είναι απαραίτητη συνέπεια της πραγματικότητας της θερμοκρασίας. Η γωνιακή ροπή $l$ αντιστοιχεί σε διακυμάνσεις με μια τυπική γωνιακή κλίμακα $\pi /l$. Οι υπάρχουσες παρατηρήσεις καθιστούν δυνατή τη μελέτη διαφόρων γωνιακών κλιμάκων, από τη μεγαλύτερη έως τις κλίμακες μικρότερες από 0,1° ($l\sim 1000$, βλ. Εικ. 1.6).

Ρύζι. 1.6. Αποτελέσματα μετρήσεων της γωνιακής ανισοτροπίας της κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου από διάφορα πειράματα. Η θεωρητική καμπύλη λήφθηκε στο πλαίσιο του μοντέλου $\Lambda$CDM.

Τα δεδομένα παρατήρησης συμφωνούν με το γεγονός ότι οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας $\delta T(\textbf(n))$ αντιπροσωπεύουν ένα τυχαίο πεδίο Gauss, δηλ. οι συντελεστές $a_(l,m)$ είναι στατιστικά ανεξάρτητοι για διαφορετικά $l$ και $m$, $$ \langle a_(l,m) a_(l,m")^*\rangle = C_(lm) \cdot \delta_(ll")\delta_(mm"), \,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\, (1,9) $$ όπου κάτω από γωνιακές αγκύλες υποδηλώνουν τον μέσο όρο σε ένα σύνολο συμπάντων παρόμοιων με το δικό μας. Οι συντελεστές $C_(lm)$ σε ένα ισότροπο Σύμπαν δεν εξαρτώνται από m, $C_(lm)=C_(l)$ και καθορίζουν τη συσχέτιση μεταξύ των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας σε διαφορετικές κατευθύνσεις: $$ \langle \δέλτα T(\ textbf(n) _1)\delta T(\textbf(n)_2) \rangle = \sum_l \frac(2l+1)(4\pi)C_lP_l(\cos\theta), $$ όπου $P_l$ είναι Legendre πολυώνυμα που εξαρτώνται μόνο από τη γωνία $\theta$ μεταξύ των διανυσμάτων $\textbf(n)_1$ και $\textbf(n)_2$. Συγκεκριμένα, για τη μέση τετραγωνική διακύμανση λαμβάνουμε: $$ \langle \δέλτα T^2\rangle = \sum_l \frac(2l+1)(4\pi)C_l\κατά προσέγγιση \int \frac(l(l+1 ))( 2\pi)C_ld\ln l. $$

Έτσι, η τιμή $\frac(l(l+1))(2\pi)C_l$ χαρακτηρίζει τη συνολική συμβολή της γωνιακής ροπής της ίδιας τάξης. Τα αποτελέσματα της μέτρησης αυτής της συγκεκριμένης τιμής φαίνονται στο Σχ. 1.6.

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η μέτρηση της γωνιακής ανισοτροπίας του CMB δεν δίνει μόνο έναν πειραματικά μετρημένο αριθμό, αλλά ένα ολόκληρο σύνολο δεδομένων, δηλαδή, τιμές $C_l$ για διαφορετικά $l$. Αυτό το σύνολο καθορίζεται από μια σειρά παραμέτρων του πρώιμου και σύγχρονου Σύμπαντος, επομένως η μέτρησή του παρέχει πολλές κοσμολογικές πληροφορίες.

Τυπικά, οι γαλαξίες εμφανίζονται σε μικρές ομάδες που περιέχουν μια ντουζίνα μέλη, που συχνά συνδυάζονται σε τεράστια σμήνη εκατοντάδων και χιλιάδων γαλαξιών. Ο Γαλαξίας μας είναι μέρος της λεγόμενης Τοπικής Ομάδας, η οποία περιλαμβάνει τρεις γιγάντιους σπειροειδείς γαλαξίες (ο Γαλαξίας μας, το νεφέλωμα της Ανδρομέδας και το νεφέλωμα του Τριγωνίου), καθώς και περισσότερους από 15 νάνους ελλειπτικούς και ακανόνιστους γαλαξίες, οι μεγαλύτεροι από τους οποίους είναι ο Μαγγελάνος σύννεφα. Κατά μέσο όρο, τα μεγέθη των σμηνών γαλαξιών είναι περίπου 3 Mpc. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η διάμετρός τους μπορεί να υπερβαίνει τα 10−20 Mpc. Χωρίζονται σε ανοιχτές (ακανόνιστες) και σφαιρικές (κανονικές) συστάδες. Τα ανοιχτά συμπλέγματα δεν έχουν κανονικό σχήμα και έχουν θολά περιγράμματα. Οι γαλαξίες σε αυτούς είναι πολύ ασθενώς συγκεντρωμένοι προς το κέντρο. Ένα παράδειγμα γιγαντιαίου ανοιχτού σμήνος είναι το πλησιέστερο σε εμάς σμήνος γαλαξιών στον αστερισμό της Παρθένου (241). Στον ουρανό καταλαμβάνει περίπου 120 τετραγωνικά μέτρα. μοίρες και περιέχει αρκετές χιλιάδες κυρίως σπειροειδείς γαλαξίες. Η απόσταση από το κέντρο αυτού του συμπλέγματος είναι περίπου 11 Mpc. Τα σφαιρικά σμήνη γαλαξιών είναι πιο συμπαγή από τα ανοιχτά σμήνη και έχουν σφαιρική συμμετρία. Τα μέλη τους είναι αισθητά συγκεντρωμένα προς το κέντρο. Ένα παράδειγμα σφαιρικού σμήνος είναι το σμήνος γαλαξιών στον αστερισμό της Βερενίκης, το οποίο περιέχει πολλούς ελλειπτικούς και φακοειδείς γαλαξίες (242). Η διάμετρός του είναι σχεδόν 12 μοίρες. Περιέχει περίπου 30.000 γαλαξίες φωτεινότερους από το φωτογραφικό μέγεθος 19. Η απόσταση από το κέντρο του συμπλέγματος είναι περίπου 70 Mpc. Πολλά πλούσια σμήνη γαλαξιών συνδέονται με ισχυρές, εκτεταμένες πηγές ακτινοβολίας ακτίνων Χ, η φύση της οποίας συνδέεται πιθανότατα με την παρουσία θερμού διαγαλαξιακού αερίου, παρόμοιου με τα στέμματα μεμονωμένων γαλαξιών. Υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι τα σμήνη γαλαξιών, με τη σειρά τους, είναι επίσης άνισα κατανεμημένα. Σύμφωνα με ορισμένες μελέτες, τα σμήνη και οι ομάδες γαλαξιών που μας περιβάλλουν σχηματίζουν ένα μεγαλειώδες σύστημα - έναν Υπεργαλαξία. Σε αυτή την περίπτωση, μεμονωμένοι γαλαξίες προφανώς συγκεντρώνονται προς ένα συγκεκριμένο επίπεδο, το οποίο μπορεί να ονομαστεί το ισημερινό επίπεδο του Υπεργαλαξία. Το σμήνος γαλαξιών που μόλις συζητήθηκε στον αστερισμό της Παρθένου βρίσκεται στο κέντρο ενός τέτοιου γιγαντιαίου συστήματος. Η μάζα του Υπεργαλαξία μας θα πρέπει να είναι περίπου 1015 ηλιακές μάζες και η διάμετρός του πρέπει να είναι περίπου 50 Mpc. Ωστόσο, η πραγματικότητα της ύπαρξης τέτοιων σμηνών γαλαξιών δεύτερης τάξης παραμένει επί του παρόντος αμφιλεγόμενη. Αν υπάρχουν, τότε μόνο ως ασθενώς εκφρασμένη ανομοιογένεια στην κατανομή των γαλαξιών στο Σύμπαν, αφού οι αποστάσεις μεταξύ τους μπορεί να υπερβούν ελαφρώς τα μεγέθη τους.

Τυπικά, οι γαλαξίες εμφανίζονται σε μικρές ομάδες που περιέχουν μια ντουζίνα μέλη, που συχνά συνδυάζονται σε τεράστια σμήνη εκατοντάδων και χιλιάδων γαλαξιών. Ο Γαλαξίας μας είναι μέρος της λεγόμενης Τοπικής Ομάδας, η οποία περιλαμβάνει τρεις γιγάντιους σπειροειδείς γαλαξίες (ο Γαλαξίας μας, το νεφέλωμα της Ανδρομέδας και το νεφέλωμα του Τριγωνίου), καθώς και περισσότερους από 15 νάνους ελλειπτικούς και ακανόνιστους γαλαξίες, οι μεγαλύτεροι από τους οποίους είναι ο Μαγγελάνος σύννεφα. Κατά μέσο όρο, τα μεγέθη των σμηνών γαλαξιών είναι περίπου 3 Mpc. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η διάμετρός τους μπορεί να ξεπεράσει τα 10-20 Mpc. Χωρίζονται σε ανοιχτές (ακανόνιστες) και σφαιρικές (κανονικές) συστάδες. Τα ανοιχτά συμπλέγματα δεν έχουν κανονικό σχήμα και έχουν θολά περιγράμματα. Οι γαλαξίες σε αυτούς είναι πολύ ασθενώς συγκεντρωμένοι προς το κέντρο. Ένα παράδειγμα γιγαντιαίου ανοιχτού σμήνος είναι το πλησιέστερο σε εμάς σμήνος γαλαξιών στον αστερισμό της Παρθένου. Στον ουρανό καταλαμβάνει περίπου 120 τετραγωνικά μέτρα. μοίρες και περιέχει αρκετές χιλιάδες κυρίως σπειροειδείς γαλαξίες. Η απόσταση από το κέντρο αυτού του συμπλέγματος είναι περίπου 11 Mpc. Τα σφαιρικά σμήνη γαλαξιών είναι πιο συμπαγή από τα ανοιχτά σμήνη και έχουν σφαιρική συμμετρία. Τα μέλη τους είναι αισθητά συγκεντρωμένα προς το κέντρο. Ένα παράδειγμα σφαιρικού σμήνος είναι το σμήνος γαλαξιών στον αστερισμό της Βερενίκης, το οποίο περιέχει πολλούς ελλειπτικούς και φακοειδείς γαλαξίες (Εικ. 242). Η διάμετρός του είναι σχεδόν 12 μοίρες. Περιέχει περίπου 30.000 γαλαξίες φωτεινότερους από το φωτογραφικό μέγεθος 19. Η απόσταση από το κέντρο του συμπλέγματος είναι περίπου 70 Mpc. Πολλά πλούσια σμήνη γαλαξιών συνδέονται με ισχυρές, εκτεταμένες πηγές ακτινοβολίας ακτίνων Χ, η φύση της οποίας συνδέεται πιθανότατα με την παρουσία θερμού διαγαλαξιακού αερίου, παρόμοιου με τα στέμματα μεμονωμένων γαλαξιών.

Υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι τα σμήνη γαλαξιών, με τη σειρά τους, είναι επίσης άνισα κατανεμημένα. Σύμφωνα με ορισμένες μελέτες, τα σμήνη και οι ομάδες γαλαξιών που μας περιβάλλουν σχηματίζουν ένα μεγαλειώδες σύστημα - έναν Υπεργαλαξία. Σε αυτή την περίπτωση, μεμονωμένοι γαλαξίες προφανώς συγκεντρώνονται προς ένα συγκεκριμένο επίπεδο, το οποίο μπορεί να ονομαστεί το ισημερινό επίπεδο του Υπεργαλαξία. Το σμήνος γαλαξιών που μόλις συζητήθηκε στον αστερισμό της Παρθένου βρίσκεται στο κέντρο ενός τέτοιου γιγαντιαίου συστήματος. Η μάζα του Υπεργαλαξία μας θα πρέπει να είναι περίπου 1015 ηλιακές μάζες και η διάμετρός του πρέπει να είναι περίπου 50 Mpc. Ωστόσο, η πραγματικότητα της ύπαρξης τέτοιων σμηνών γαλαξιών δεύτερης τάξης παραμένει επί του παρόντος αμφιλεγόμενη. Αν υπάρχουν, τότε μόνο ως ασθενώς εκφρασμένη ανομοιογένεια στην κατανομή των γαλαξιών στο Σύμπαν, αφού οι αποστάσεις μεταξύ τους μπορεί να υπερβούν ελαφρώς τα μεγέθη τους. Σχετικά με την εξέλιξη των γαλαξιών Η αναλογία της συνολικής ποσότητας αστρικής και διαστρικής ύλης στον Γαλαξία αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, καθώς τα αστέρια σχηματίζονται από διαστρική διάχυτη ύλη και στο τέλος της εξελικτικής τους διαδρομής επιστρέφουν μόνο μέρος της ύλης στο διαστρικό διάστημα ; κάποιο από αυτό παραμένει σε λευκούς νάνους. Έτσι, η ποσότητα της διαστρικής ύλης στον Γαλαξία μας θα πρέπει να μειωθεί με την πάροδο του χρόνου. Το ίδιο πρέπει να συμβαίνει και σε άλλους γαλαξίες. Επεξεργαζόμενη στο αστρικό εσωτερικό, η ύλη του Γαλαξία αλλάζει σταδιακά τη χημική της σύνθεση, εμπλουτίζοντας σε ήλιο και βαριά στοιχεία. Υποτίθεται ότι ο Γαλαξίας σχηματίστηκε από ένα νέφος αερίου που αποτελούνταν κυρίως από υδρογόνο. Είναι μάλιστα πιθανό, εκτός από το υδρογόνο, να μην περιείχε άλλα στοιχεία. Ήλιο και βαριά στοιχεία σχηματίστηκαν σε αυτή την περίπτωση ως αποτέλεσμα θερμοπυρηνικών αντιδράσεων μέσα στα αστέρια. Ο σχηματισμός βαρέων στοιχείων ξεκινά με την τριπλή αντίδραση ηλίου 3He4 ® C 12, μετά το C12 συνδυάζεται με σωματίδια α, πρωτόνια και νετρόνια, τα προϊόντα αυτών των αντιδράσεων υφίστανται περαιτέρω μετασχηματισμούς και έτσι εμφανίζονται όλο και πιο πολύπλοκοι πυρήνες. Ωστόσο, ο σχηματισμός των βαρύτερων πυρήνων, όπως το ουράνιο και το θόριο, δεν μπορεί να εξηγηθεί με μια σταδιακή συσσώρευση. Σε αυτή την περίπτωση, θα έπρεπε αναπόφευκτα να περάσει κανείς από το στάδιο των ασταθών ραδιενεργών ισοτόπων, τα οποία θα διασπώνταν γρηγορότερα από ό,τι θα μπορούσαν να συλλάβουν το επόμενο νουκλεόνιο. Επομένως, θεωρείται ότι τα βαρύτερα στοιχεία στο τέλος του περιοδικού πίνακα σχηματίζονται κατά τη διάρκεια εκρήξεων σουπερνόβα. Μια έκρηξη σουπερνόβα είναι το αποτέλεσμα της ταχείας κατάρρευσης ενός αστεριού. Ταυτόχρονα, η θερμοκρασία αυξάνεται καταστροφικά, εμφανίζονται αλυσιδωτές θερμοπυρηνικές αντιδράσεις στην ατμόσφαιρα συμπίεσης και προκύπτουν ισχυρές ροές νετρονίων. Η ένταση των ροών νετρονίων μπορεί να είναι τόσο μεγάλη που οι ενδιάμεσοι ασταθείς πυρήνες δεν έχουν χρόνο να καταρρεύσουν. Πριν συμβεί αυτό, συλλαμβάνουν νέα νετρόνια και γίνονται σταθερά. Όπως ήδη αναφέρθηκε, η περιεκτικότητα σε βαρέα στοιχεία στα αστέρια του σφαιρικού συστατικού είναι πολύ χαμηλότερη από ό,τι στα αστέρια του επίπεδου υποσυστήματος. Αυτό εξηγείται προφανώς από το γεγονός ότι τα αστέρια του σφαιρικού συστατικού σχηματίστηκαν στο αρχικό στάδιο της εξέλιξης του Γαλαξία, όταν το διαστρικό αέριο ήταν ακόμα φτωχό σε βαριά στοιχεία. Εκείνη την εποχή, το διαστρικό αέριο ήταν ένα σχεδόν σφαιρικό νέφος, η συγκέντρωση του οποίου αυξήθηκε προς το κέντρο. Η ίδια κατανομή διατηρήθηκε από τα αστέρια του σφαιρικού συστατικού που σχηματίστηκαν κατά τη διάρκεια αυτής της εποχής. Ως αποτέλεσμα των συγκρούσεων νεφών διαστρικού αερίου, η ταχύτητά τους μειώθηκε σταδιακά, η κινητική ενέργεια μετατράπηκε σε θερμική ενέργεια και το συνολικό σχήμα και μέγεθος του νέφους αερίου άλλαξε. Οι υπολογισμοί δείχνουν ότι στην περίπτωση της ταχείας περιστροφής, ένα τέτοιο σύννεφο θα έπρεπε να έχει τη μορφή ενός πεπλατυσμένου δίσκου, κάτι που παρατηρούμε στον Γαλαξία μας. Επομένως, τα αστέρια που σχηματίστηκαν σε μεταγενέστερο χρόνο σχηματίζουν ένα επίπεδο υποσύστημα. Μέχρι τη στιγμή που το διαστρικό αέριο σχηματίστηκε σε επίπεδο δίσκο, υποβλήθηκε σε επεξεργασία στο αστρικό εσωτερικό, η περιεκτικότητα σε βαριά στοιχεία αυξήθηκε σημαντικά και τα αστέρια του επίπεδου συστατικού είναι επομένως επίσης πλούσια σε βαριά στοιχεία. Συχνά, τα αστέρια με επίπεδη συνιστώσα ονομάζονται αστέρια δεύτερης γενιάς και τα αστέρια με σφαιρικό στοιχείο - αστέρια της πρώτης γενιάς, για να τονιστεί το γεγονός ότι τα αστέρια με επίπεδο συστατικό σχηματίστηκαν από ύλη που υπήρχε ήδη στο εσωτερικό του αστέρια. Η εξέλιξη άλλων σπειροειδών γαλαξιών προχωρά πιθανώς με παρόμοιο τρόπο. Το σχήμα των σπειροειδών βραχιόνων στους οποίους συγκεντρώνεται το διαστρικό αέριο καθορίζεται προφανώς από την κατεύθυνση των γραμμών πεδίου του γενικού γαλαξιακού μαγνητικού πεδίου. Η ελαστικότητα του μαγνητικού πεδίου στο οποίο είναι «κολλημένο» το διαστρικό αέριο περιορίζει την ισοπέδωση του δίσκου του αερίου. Εάν μόνο η βαρύτητα ενεργούσε στο διαστρικό αέριο, η συμπίεσή του θα συνεχιζόταν επ' αόριστον. Επιπλέον, λόγω της υψηλής πυκνότητάς του, θα συμπυκνωθεί γρήγορα σε αστέρια και πρακτικά θα εξαφανιζόταν. Υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι ο ρυθμός σχηματισμού άστρων είναι περίπου ανάλογος με το τετράγωνο της πυκνότητας του διαστρικού αερίου.

Εάν ο γαλαξίας περιστρέφεται αργά, τότε το διαστρικό αέριο συγκεντρώνεται υπό την επίδραση της βαρύτητας στο κέντρο. Προφανώς, σε τέτοιους γαλαξίες το μαγνητικό πεδίο είναι ασθενέστερο και παρεμβαίνει λιγότερο στη συμπίεση του διαστρικού αερίου από ό,τι σε ταχέως περιστρεφόμενους. Η υψηλή πυκνότητα του διαστρικού αερίου στην κεντρική περιοχή το κάνει να καταναλώνεται γρήγορα, μετατρέποντάς το σε αστέρια. Ως αποτέλεσμα, οι αργά περιστρεφόμενοι γαλαξίες θα πρέπει να έχουν περίπου σφαιρικό σχήμα, με μια απότομη αύξηση της αστρικής πυκνότητας στο κέντρο. Γνωρίζουμε ότι οι ελλειπτικοί γαλαξίες έχουν ακριβώς αυτά τα χαρακτηριστικά. Προφανώς, ο λόγος της διαφοράς τους από τα σπειροειδή είναι η πιο αργή περιστροφή τους. Από τα παραπάνω, είναι επίσης σαφές γιατί οι ελλειπτικοί γαλαξίες περιέχουν λίγα αστέρια πρώιμων τάξεων και λίγο διαστρικό αέριο.

Έτσι, η εξέλιξη των γαλαξιών μπορεί να εντοπιστεί ξεκινώντας από το στάδιο ενός νέφους αερίου περίπου σφαιρικού σχήματος. Το νέφος αποτελείται από υδρογόνο και είναι ετερογενές. Μεμονωμένες συστάδες αερίου, που κινούνται, συγκρούονται μεταξύ τους - η απώλεια κινητικής ενέργειας οδηγεί σε συμπίεση του νέφους. Αν περιστρέφεται γρήγορα, αποδεικνύεται ότι είναι σπειροειδής γαλαξίας, αν περιστρέφεται αργά, γίνεται ελλειπτικός γαλαξίας. Είναι φυσικό να αναρωτηθούμε γιατί η ύλη στο Σύμπαν διασπάστηκε σε ξεχωριστά νέφη αερίων, τα οποία αργότερα έγιναν γαλαξίες, γιατί παρατηρούμε τη διαστολή αυτών των γαλαξιών και σε ποια μορφή ήταν η ύλη στο Σύμπαν πριν σχηματιστούν οι γαλαξίες.

  • 5. Ημερήσια περιστροφή της ουράνιας σφαίρας σε διαφορετικά γεωγραφικά πλάτη και συναφή φαινόμενα. Καθημερινή κίνηση του Ήλιου. Αλλαγή εποχών και θερμικών ζωνών.
  • 6.Βασικοί τύποι σφαιρικής τριγωνομετρίας. Μετασχηματισμός παραλλακτικού τριγώνου και συντεταγμένων.
  • 7. Αστρικός, αληθινός και μέσος ηλιακός χρόνος. Επικοινωνία των καιρών. Εξίσωση χρόνου.
  • 8. Συστήματα μέτρησης χρόνου: τοπική, ζώνη, καθολική, μητρότητα και ώρα εφημερίας.
  • 9.Ημερολόγιο. Τύποι ημερολογίων. Ιστορία του σύγχρονου ημερολογίου. Ιουλιανές μέρες.
  • 10.Διάθλαση.
  • 11. Καθημερινή και ετήσια εκτροπή.
  • 12. Καθημερινή, ετήσια και κοσμική παράλλαξη των φωτιστικών.
  • 13. Προσδιορισμός αποστάσεων στην αστρονομία, γραμμικές διαστάσεις σωμάτων του ηλιακού συστήματος.
  • 14. Σωστή κίνηση των άστρων.
  • 15. Ηλιοηλιακή και πλανητική μετάπτωση. νεύση.
  • 16. Ανωμαλία της περιστροφής της Γης. κίνηση των πόλων της Γης. Υπηρεσία Latitude.
  • 17.Μέτρηση χρόνου. Διόρθωση ρολογιού και κίνηση ρολογιού. Υπηρεσία ώρας.
  • 18. Μέθοδοι προσδιορισμού του γεωγραφικού μήκους μιας περιοχής.
  • 19. Μέθοδοι προσδιορισμού του γεωγραφικού πλάτους μιας περιοχής.
  • 20.Μέθοδοι προσδιορισμού των συντεταγμένων και των θέσεων των άστρων ( και ).
  • 21. Υπολογισμός ροπών και αζιμουθίων ανατολής και δύσης ηλίου.
  • 24.Νόμοι του Κέπλερ. Ο τρίτος (εξευγενισμένος) νόμος του Κέπλερ.
  • 26. Πρόβλημα τριών ή περισσότερων σωμάτων. Μια ειδική περίπτωση σύλληψης τριών σωμάτων (σημεία συλλογής Lagrange)
  • 27. Η έννοια της ενοχλητικής δύναμης. Σταθερότητα του Ηλιακού Συστήματος.
  • 1. Η έννοια της ενοχλητικής δύναμης.
  • 28. Τροχιά της Σελήνης.
  • 29. Άμπωτες και ροές
  • 30.Κίνηση διαστημικού σκάφους. Τρεις κοσμικές ταχύτητες.
  • 31.Φάσεις της Σελήνης.
  • 32. Ηλιακές και σεληνιακές εκλείψεις. Προϋποθέσεις για την εμφάνιση έκλειψης. Σάρος.
  • 33. Librations of the Moon.
  • 34. Φάσμα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, μελετημένο στην αστροφυσική. Διαφάνεια της ατμόσφαιρας της Γης.
  • 35. Μηχανισμοί ακτινοβολίας από κοσμικά σώματα σε διαφορετικές φασματικές περιοχές. Τύποι φάσματος: φάσμα γραμμής, συνεχές φάσμα, ακτινοβολία ανασυνδυασμού.
  • 36 Αστροφωτομετρία. Μέγεθος (οπτικό και φωτογραφικό).
  • 37 Ιδιότητες ακτινοβολίας και θεμελιώδεις αρχές φασματικής ανάλυσης: νόμοι Planck, Rayleigh-Jeans, Stefan-Boltzmann, Wien.
  • 38 Μετατόπιση Doppler. Νόμος Doppler.
  • 39 Μέθοδοι προσδιορισμού θερμοκρασίας. Τύποι εννοιών θερμοκρασίας.
  • 40.Μέθοδοι και κύρια αποτελέσματα μελέτης του σχήματος της Γης. Γεωειδές.
  • 41 Εσωτερική δομή της Γης.
  • 42.Ατμόσφαιρα της Γης
  • 43. Η μαγνητόσφαιρα της γης
  • 44. Γενικές πληροφορίες για το Ηλιακό σύστημα και την έρευνά του
  • 45.Φυσικός χαρακτήρας της Σελήνης
  • 46. ​​Επίγειοι πλανήτες
  • 47. Γίγαντες πλανήτες - οι δορυφόροι τους
  • 48.Μικροί πλανήτες αστεροειδείς
  • 50. Βασικά φυσικά χαρακτηριστικά του Ήλιου.
  • 51. Φάσμα και χημική σύσταση του Ήλιου. Ηλιακή σταθερά.
  • 52. Εσωτερική δομή του Ήλιου
  • 53. Φωτόσφαιρα. Χρωμόσφαιρα. Στέμμα. Ζώνη κοκκοποίησης και συναγωγής Ζωδιακό φως και αντίθετη ακτινοβολία.
  • 54 Ενεργοί σχηματισμοί στην ηλιακή ατμόσφαιρα. Κέντρα ηλιακής δραστηριότητας.
  • 55. Εξέλιξη του Ήλιου
  • 57.Απόλυτο μέγεθος και φωτεινότητα των άστρων.
  • 58. Διάγραμμα φάσματος-φωτεινότητας Hertzsprung-Russell
  • 59. Ακτίνα εξάρτησης - φωτεινότητα - μάζα
  • 60. Μοντέλα δομής αστεριών. Η δομή των εκφυλισμένων αστέρων (λευκοί νάνοι και αστέρια νετρονίων). Μαύρες τρύπες.
  • 61. Τα κύρια στάδια της εξέλιξης των άστρων. Πλανητικά νεφελώματα.
  • 62. Πολλαπλά και μεταβλητά αστέρια (πολλαπλά, οπτικά διπλά, φασματικά διπλά αστέρια, αόρατοι σύντροφοι άστρων, έκλειψη διπλών αστέρων). Χαρακτηριστικά της δομής των στενών δυαδικών συστημάτων.
  • 64. Μέθοδοι προσδιορισμού αποστάσεων από αστέρια. Τέλος φόρμας, αρχή φόρμας
  • 65.Κατανομή των αστεριών στον Γαλαξία. Συστάδες. Γενική δομή του Γαλαξία.
  • 66. Χωρική κίνηση των άστρων. Περιστροφή του Γαλαξία.
  • 68. Ταξινόμηση γαλαξιών.
  • 69. Προσδιορισμός αποστάσεων από τους γαλαξίες. ο νόμος του Χαμπλ. Ερυθρομετατόπιση στα φάσματα των γαλαξιών.
  • 65.Κατανομή των αστεριών στον Γαλαξία. Συστάδες. Γενική δομή του Γαλαξία.

    τέλος της μορφής αρχή της μορφής Η γνώση των αποστάσεων από τα αστέρια μας επιτρέπει να προσεγγίσουμε τη μελέτη της κατανομής τους στο διάστημα και, κατά συνέπεια, της δομής του Γαλαξία. Προκειμένου να χαρακτηριστεί ο αριθμός των αστεριών σε διάφορα μέρη του Γαλαξία, εισάγεται η έννοια της αστρικής πυκνότητας, η οποία μοιάζει με την έννοια της συγκέντρωσης των μορίων. Η αστρική πυκνότητα είναι ο αριθμός των αστεριών που βρίσκονται σε μια μονάδα όγκου του χώρου. Η μονάδα όγκου συνήθως λαμβάνεται ως 1 κυβικό parsec. Στην περιοχή του Ήλιου, η αστρική πυκνότητα είναι περίπου 0,12 αστέρια ανά κυβικό parsec, με άλλα λόγια, κάθε αστέρι έχει μέσο όγκο πάνω από 8 ps 3 . η μέση απόσταση μεταξύ των αστεριών είναι περίπου 2 ps. Για να μάθετε πώς η αστρική πυκνότητα αλλάζει σε διαφορετικές κατευθύνσεις, μετρήστε τον αριθμό των αστεριών ανά μονάδα επιφάνειας (για παράδειγμα, ανά 1 τετραγωνικό βαθμό) σε διαφορετικά μέρη του ουρανού.

    Το πρώτο πράγμα που τραβάει το μάτι σας σε τέτοιους υπολογισμούς είναι η ασυνήθιστα ισχυρή αύξηση της συγκέντρωσης των αστεριών καθώς πλησιάζετε τη λωρίδα του Γαλαξία, η μεσαία γραμμή της οποίας σχηματίζει έναν μεγάλο κύκλο στον ουρανό. Αντίθετα, όσο πλησιάζει κανείς τον πόλο αυτού του κύκλου, η συγκέντρωση των αστεριών μειώνεται γρήγορα. Το γεγονός αυτό ήδη στα τέλη του 18ου αιώνα. επέτρεψε στον V. Herschel να βγάλει το σωστό συμπέρασμα ότι το αστρικό μας σύστημα έχει πλάγιο σχήμα και ότι ο Ήλιος θα πρέπει να βρίσκεται όχι μακριά από το επίπεδο συμμετρίας αυτού του σχηματισμού. τέλος της μορφής αρχή της μορφής Όλα τα αστέρια με φαινόμενο μέγεθος μικρότερο από ή ίσο με m, που προβάλλονται σε μια συγκεκριμένη περιοχή του ουρανού, βρίσκονται εντός σφαιρικού τομέα, η ακτίνα του οποίου καθορίζεται από τον τύπο

    log r m =1 + 0,2 (m * M)

    τέλος σχήματος αρχή σχήματος Για να χαρακτηριστεί πόσα αστέρια διαφορετικής φωτεινότητας περιέχονται σε μια δεδομένη περιοχή του χώρου, εισάγεται μια συνάρτηση φωτεινότητας j (M), η οποία δείχνει ποιο ποσοστό του συνολικού αριθμού των άστρων έχει ένα δεδομένο απόλυτο μέγεθος, ας πούμε. , από Μ έως Μ + 1.

    τέλος μορφής αρχή μορφής Σμήνη γαλαξιών - βαρυτικά δεσμευμένα συστήματα γαλαξίες, μια από τις μεγαλύτερες κατασκευές σε σύμπαν. Τα μεγέθη των σμηνών γαλαξιών μπορεί να φτάσουν το 10 8 έτη φωτός.

    Οι συστάδες χωρίζονται συμβατικά σε δύο τύπους:

    κανονικά - συστάδες κανονικού σφαιρικού σχήματος, στα οποία ελλειπτικά και φακοειδείς γαλαξίες, με σαφώς καθορισμένο κεντρικό τμήμα. Στα κέντρα τέτοιων σμηνών βρίσκονται γιγάντιοι ελλειπτικοί γαλαξίες. Ένα παράδειγμα κανονικού συμπλέγματος είναι Σμήνος Κώματος.

    ακανόνιστα - σμήνη χωρίς καθορισμένο σχήμα, κατώτερα σε αριθμό γαλαξιών από τα κανονικά. Οι συστάδες αυτού του είδους κυριαρχούνται από σπειροειδείς γαλαξίες. Παράδειγμα - Σμήνος Παρθένου.

    Οι μάζες των συστάδων ποικίλλουν από 10 13 έως 10 15 μάζα του Ήλιου.

    Δομή του γαλαξία

    Η κατανομή των αστεριών στον Γαλαξία έχει δύο διακριτά χαρακτηριστικά: πρώτον, μια πολύ υψηλή συγκέντρωση αστεριών στο γαλαξιακό επίπεδο και, δεύτερον, μια μεγάλη συγκέντρωση στο κέντρο του Γαλαξία. Έτσι, εάν στην περιοχή του Ήλιου, στο δίσκο, υπάρχει ένα αστέρι ανά 16 κυβικά παρσεκ, τότε στο κέντρο του Γαλαξία υπάρχουν 10.000 αστέρια σε ένα κυβικό παρσεκ. Εκτός από την αυξημένη συγκέντρωση αστεριών, στο επίπεδο του Γαλαξία υπάρχει και αυξημένη συγκέντρωση σκόνης και αερίου.

    Διαστάσεις του Γαλαξία: – η διάμετρος του δίσκου του Γαλαξία είναι περίπου 30 kpc (100.000 έτη φωτός), – πάχος – περίπου 1000 έτη φωτός.

    Ο Ήλιος βρίσκεται πολύ μακριά από τον γαλαξιακό πυρήνα - σε απόσταση 8 kpc (περίπου 26.000 έτη φωτός).

    Το κέντρο του Γαλαξία βρίσκεται στον αστερισμό του Τοξότη προς την κατεύθυνση του; = 17h46,1m, ? = –28°51′.

    Ο γαλαξίας αποτελείται από έναν δίσκο, ένα φωτοστέφανο και ένα στέμμα. Η κεντρική, πιο συμπαγής περιοχή του Γαλαξία ονομάζεται πυρήνας. Ο πυρήνας έχει υψηλή συγκέντρωση αστεριών, με χιλιάδες αστέρια σε κάθε κυβικό parsec. Εάν ζούσαμε σε έναν πλανήτη κοντά σε ένα αστέρι που βρίσκεται κοντά στον πυρήνα του Γαλαξία, τότε δεκάδες αστέρια θα ήταν ορατά στον ουρανό, συγκρίσιμα σε φωτεινότητα με τη Σελήνη. Μια τεράστια μαύρη τρύπα υποπτεύεται ότι υπάρχει στο κέντρο του Γαλαξία. Σχεδόν όλη η μοριακή ύλη του διαστρικού μέσου συγκεντρώνεται στη δακτυλιοειδή περιοχή του γαλαξιακού δίσκου (3–7 kpc). περιέχει τον μεγαλύτερο αριθμό πάλσαρ, υπολείμματα σουπερνόβα και πηγές υπέρυθρης ακτινοβολίας. Η ορατή ακτινοβολία από τις κεντρικές περιοχές του Γαλαξία είναι εντελώς κρυμμένη από εμάς από παχιά στρώματα απορροφητικής ύλης.

    Ο γαλαξίας περιέχει δύο κύρια υποσυστήματα (δύο συστατικά), φωλιασμένα το ένα μέσα στο άλλο και βαρυτικά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Το πρώτο ονομάζεται σφαιρικό - φωτοστέφανο, τα αστέρια του είναι συγκεντρωμένα προς το κέντρο του γαλαξία και η πυκνότητα της ύλης, ψηλά στο κέντρο του γαλαξία, πέφτει αρκετά γρήγορα με την απόσταση από αυτόν. Το κεντρικό, πιο πυκνό τμήμα του φωτοστέφανου μέσα σε αρκετές χιλιάδες έτη φωτός από το κέντρο του Γαλαξία ονομάζεται διόγκωση. Το δεύτερο υποσύστημα είναι ένας τεράστιος αστρικός δίσκος. Μοιάζει σαν δύο πλάκες διπλωμένες στις άκρες. Η συγκέντρωση των αστεριών στο δίσκο είναι πολύ μεγαλύτερη από ό,τι στο φωτοστέφανο. Τα αστέρια μέσα στο δίσκο κινούνται σε κυκλικές τροχιές γύρω από το κέντρο του Γαλαξία. Ο Ήλιος βρίσκεται στον αστρικό δίσκο ανάμεσα στους σπειροειδείς βραχίονες.

    Τα αστέρια του γαλαξιακού δίσκου ονομάζονταν πληθυσμός τύπου Ι, τα αστέρια του φωτοστέφανου - πληθυσμός τύπου II. Ο δίσκος, το επίπεδο συστατικό του Γαλαξία, περιλαμβάνει αστέρια πρώιμων φασματικών τύπων Ο και Β, αστέρια ανοιχτών σμηνών και σκοτεινά σκονισμένα νεφελώματα. Τα φωτοστέφανα, αντίθετα, αποτελούνται από αντικείμενα που προέκυψαν στα πρώτα στάδια της εξέλιξης του Γαλαξία: αστέρια σφαιρικών σμηνών, αστέρια του τύπου RR Lyrae. Τα αστέρια με επίπεδο συστατικό, σε σύγκριση με αστέρια με σφαιρικό συστατικό, διακρίνονται από υψηλότερη περιεκτικότητα σε βαριά στοιχεία. Η ηλικία του πληθυσμού της σφαιρικής συνιστώσας υπερβαίνει τα 12 δισεκατομμύρια χρόνια. Συνήθως θεωρείται ότι είναι η εποχή του ίδιου του Γαλαξία.

    Σε σύγκριση με ένα φωτοστέφανο, ο δίσκος περιστρέφεται αισθητά πιο γρήγορα. Η ταχύτητα περιστροφής του δίσκου δεν είναι ίδια σε διαφορετικές αποστάσεις από το κέντρο. Η μάζα του δίσκου υπολογίζεται στα 150 δισεκατομμύρια Μ. Ο δίσκος περιέχει σπειροειδείς κλάδους (μανίκια). Τα νεαρά αστέρια και τα κέντρα σχηματισμού αστεριών βρίσκονται κυρίως κατά μήκος των βραχιόνων.

    Ο δίσκος και το περιβάλλον φωτοστέφανο είναι ενσωματωμένα στο στέμμα. Επί του παρόντος πιστεύεται ότι το μέγεθος της κορώνας του Γαλαξία είναι 10 φορές μεγαλύτερο από το μέγεθος του δίσκου.

    "
    Άρθρα για το θέμα