Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Bulge (астрономия) )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для центра галактики Млечный Путь см Галактический Центр .
Впечатление художника от центральной выпуклости Млечного Пути . [1]

В астрономии , галактическая выпуклость (или просто выпуклость ) является плотно упакована группой звезд в пределах более крупного образования звезд. Этот термин почти исключительно относится к центральной группе звезд, обнаруженной в большинстве спиральных галактик (см. Галактический сфероид ). Исторически считалось, что выпуклости - это эллиптические галактики , вокруг которых оказался звездный диск , но изображения с высоким разрешением, полученные с помощью космического телескопа Хаббла , показали, что многие выпуклости лежат в основе спиральной галактики. Сейчас считается, что существует по крайней мере два типа балджей: балджи, похожие на эллиптические, и балджи, похожие на спиральные галактики.

Классические выпуклости [ править ]

Изображение Мессье 81 , галактики с классической выпуклостью. Спиральная структура заканчивается в начале выпуклости.

Балджи, обладающие свойствами, аналогичными свойствам эллиптических галактик , часто называют «классическими балджами» из-за их сходства с историческим представлением балджей. [2] Эти выпуклости состоят в основном из более старых звезд , звезд населения II , и, следовательно, имеют красноватый оттенок (см. Звездная эволюция ). [3] Эти звезды также находятся на орбитах, которые по существу случайны по сравнению с плоскостью галактики, что придает балджу отчетливую сферическую форму. [3] Из-за отсутствия пыли и газов в выпуклостях практически не происходит звездообразование. Распределение света описывается профилем Серсика .

Считается, что классические выпуклости возникают в результате столкновений более мелких структур. Конвульсивные гравитационные силы и вращающие моменты нарушают орбитальные траектории звезд, что приводит к случайным орбитам балджа. Если любая из галактик-прародительниц была богата газом, приливные силы также могут вызывать приток к недавно объединенному ядру галактики. После крупного слияния газовые облака с большей вероятностью превратятся в звезды из-за потрясений (см. Звездообразование ). Одно исследование показало, что около 80% галактик в этой области не имеют классической выпуклости, что указывает на то, что они никогда не испытывали крупного слияния. [4] Галактическая часть Вселенной без выпуклости оставалась примерно постоянной, по крайней мере, последние 8 миллиардов лет.[5] Напротив, около двух третей галактик в плотных скоплениях галактик (таких как скопление Девы ) действительно обладают классической выпуклостью, демонстрируя разрушительный эффект их скопления. [4]

Дискообразные выпуклости [ править ]

Астрономы называют характерную спиралевидную выпуклость галактик, такую ​​как ESO 498-G5, балджами дискового типа или псевдобульджами.

Многие балджи имеют свойства, более похожие на свойства центральных областей спиральных галактик, чем эллиптических галактик. [6] [7] [8] Их часто называют псевдобульгами или дискообразными выпуклостями. В этих балджах есть звезды, которые не вращаются беспорядочно, а упорядоченно вращаются в той же плоскости, что и звезды внешнего диска. Это сильно контрастирует с эллиптическими галактиками.

Последующие исследования (с использованием космического телескопа Хаббла ) показывают, что выпуклости многих галактик не лишены пыли, а скорее демонстрируют разнообразную и сложную структуру. [3] Эта структура часто похожа на спиральную галактику , но намного меньше. Гигантские спиральные галактики обычно в 2–100 раз больше спиралей, которые существуют в балджах. Там, где они существуют, эти центральные спирали доминируют над светом выпуклости, в которой они находятся. Обычно скорость образования новых звезд в псевдобулгиях аналогична скорости образования звезд в дисковых галактиках. Иногда балджи содержат ядерные кольца, которые образуют звезды с гораздо большей скоростью (на площадь), чем это обычно бывает во внешних дисках, как показано в NGC 4314 (см. Фото).

Изображение центральной области NGC 4314 , галактики с ядерным кольцом звездообразования, получено космическим телескопом Хаббла .

Такие свойства, как спиральная структура и молодые звезды, предполагают, что некоторые выпуклости не образовались в результате того же процесса, который образовал эллиптические галактики и классические выпуклости. Однако теории образования псевдобулджей менее надежны, чем теории классических выпуклостей. Псевдобулджи могут быть результатом чрезвычайно богатых газом слияний, произошедших совсем недавно, чем тех слияний, которые сформировали классические выпуклости (в течение последних 5 миллиардов лет). Однако дискам трудно пережить процесс слияния, что ставит под сомнение этот сценарий.

Многие астрономы предполагают, что выпуклости, похожие на диски, образуются вне диска, а не являются продуктом процесса слияния. Если оставить их в покое, дисковые галактики могут перестроить свои звезды и газ (в ответ на нестабильность). В таких галактиках часто наблюдаются продукты этого процесса (называемого вековой эволюцией); как спиральные диски, так и галактические перемычки могут возникнуть в результате вековой эволюции галактических дисков. Ожидается, что вековая эволюция также отправит газ и звезды в центр галактики. Если это произойдет, это увеличит плотность в центре галактики и, таким образом, создаст выпуклость, которая имеет свойства, аналогичные свойствам дисковых галактик.

Если вековая эволюция или медленная, устойчивая эволюция галактики [9] ответственна за образование значительного числа выпуклостей, то это множество галактик не испытали слияния с момента образования их диска. Тогда это будет означать, что текущие теории формирования и эволюции галактик сильно переоценивают количество слияний за последние несколько миллиардов лет. [3] [4] [5]

Центральная компактная масса [ править ]

В ESO 495-21 может находиться сверхмассивная черная дыра, что необычно для галактики такого размера. [10]

Считается, что в большинстве выпуклостей и псевдо-выпуклостей находится центральная релятивистская компактная масса, которая традиционно считается сверхмассивной черной дырой . Такие черные дыры по определению нельзя наблюдать напрямую (свет не может выйти из них), но различные свидетельства указывают на их существование как в выпуклостях спиральных галактик, так и в центрах эллиптических галактик. Массы черных дыр тесно коррелируют со свойствами балджа. Соотношение M – sigma связывает массу черной дыры с дисперсией скоростей звезд балджа [11] [12], в то время как другие корреляции включают полную звездную массу или светимость балджа, [13] [14] [15] центральную концентрацию звезды в балдже, [16] богатство системы шаровых скоплений , вращающихся на дальних окраинах галактики, [17] [18] и угол поворота спиральных рукавов. [19]

До недавнего времени считалось, что сверхмассивная черная дыра невозможна без окружающего ее выступа. В настоящее время наблюдаются галактики, содержащие сверхмассивные черные дыры без сопутствующих балджей. [4] [20] [21] Подразумевается, что среда выпуклости не является строго необходимой для начального засева и роста массивных черных дыр.

См. Также [ править ]

  • Дисковая галактика  - галактика, характеризующаяся сплющенным круговым объемом звезд, который может включать центральную выпуклость.
    • Спиральная галактика  - Галактика, имеющая несколько рукавов молодых звезд.
  • Галактическая система координат  - небесная система координат в сферических координатах с Солнцем в качестве центра.
  • Галактическое гало
  • Галактическая корона  - горячий ионизированный газовый компонент в галактическом гало.
  • Формирование и эволюция галактик  - процессы, которые сформировали неоднородную Вселенную с однородного начала, формирование первых галактик, способ изменения галактик с течением времени.
  • Массовый дефицит
  • Отношение M – сигма

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Арахис в сердце нашей Галактики» . Пресс-релиз ESO . Проверено 14 сентября 2013 года .
  2. ^ Сэндидж, Аллан , Атлас галактик Хаббла , Вашингтон: Институт Карнеги, 1961
  3. ^ a b c d Галактическая выпуклость: обзор
  4. ^ а б в г Корменди, Дж .; Drory, N .; Бендер, Р .; Корнелл, Мэн (2010). «Гигантские галактики без балджей бросают вызов нашему представлению о формировании галактик посредством иерархической кластеризации» . Астрофизический журнал . 723 (1): 54–80. arXiv : 1009.3015 . Bibcode : 2010ApJ ... 723 ... 54K . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 723/1/54 .
  5. ^ a b Sachdeva, S .; Саха, К. (2016). «Выживание чистых дисковых галактик за последние 8 миллиардов лет» . Письма в астрофизический журнал . 820 (1): L4. arXiv : 1602.08942 . Bibcode : 2016ApJ ... 820L ... 4S . DOI : 10.3847 / 2041-8205 / 820/1 / L4 .
  6. ^ Образование галактических балджей под редакцией CM Carollo , HC Ferguson, RFG Wyse. Кембридж, Великобритания; Нью-Йорк: Cambridge University Press, 1999. (Кембриджская современная астрофизика).
  7. ^ Корменди, Дж . ; Кенникатт младший RC (2004). «Вековая эволюция и образование псевдобульгий в дисковых галактиках» . Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 42 (1): 603–683. arXiv : astro-ph / 0407343 . Bibcode : 2004ARA & A..42..603K . DOI : 10.1146 / annurev.astro.42.053102.134024 .
  8. ^ Athanassoula, Е. (2005). «О природе выпуклостей в целом и выпуклостей коробки / арахиса в частности: данные моделирования N-тела» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 358 (4): 1477–1488. arXiv : astro-ph / 0502316 . Bibcode : 2005MNRAS.358.1477A . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2005.08872.x .
  9. ^ SAO Энциклопедия астрономии
  10. ^ «Хаббл наблюдает крошечную галактику с большим сердцем» . www.spacetelescope.org . Проверено 17 июня 2019 .
  11. ^ Феррарезе, Л .; Мерритт, Д. (2000). «Фундаментальная связь между сверхмассивными черными дырами и их родительскими галактиками» . Письма в астрофизический журнал . 539 (1): L9 – L12. arXiv : astro-ph / 0006053 . Bibcode : 2000ApJ ... 539L ... 9F . DOI : 10.1086 / 312838 .
  12. ^ Сяо, Т .; Барт, AJ; Грин, Дж. Э .; Ho, LC; Бенц, MC; Людвиг, Р.Р .; Цзян, Ю. (2011). «Изучение маломассивного конца отношения M $ _BH $ - $ \ sigma $$ _ * $ с активными галактиками» . Астрофизический журнал . 739 (1): 28. arXiv : 1106.6232 . Bibcode : 2011ApJ ... 739 ... 28X . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 739/1/28 .
  13. ^ Magorrian, J .; Tremaine, S .; Richstone, D .; Бендер, Р .; Bower, G .; Дресслер, А .; Faber, SM; Гебхардт, К .; Green, R .; Grillmair, C .; Kormendy, J .; Лауэр Т. (1998). «Демография массивных темных объектов в центрах галактик» . Астрономический журнал . 115 (6): 2285–2305. arXiv : astro-ph / 9708072 . Bibcode : 1998AJ .... 115.2285M . DOI : 10.1086 / 300353 .
  14. ^ Häring, N .; Рикс, Х.-В. (2004). "О соотношении масс черной дыры и массы выпуклости" . Письма в астрофизический журнал . 604 (2): L89 – L92. arXiv : astro-ph / 0402376 . Bibcode : 2004ApJ ... 604L..89H . DOI : 10.1086 / 383567 .
  15. ^ Джулия А.Д. Саворгнан и др. (2016), Сверхмассивные черные дыры и их сфероиды. II. Красная и синяя последовательность на диаграмме M BH -M *, sph
  16. ^ Graham et al. (2001), Корреляция между концентрацией света в галактике и массой сверхмассивной черной дыры
  17. ^ Спитлер, LR; Форбс, Д.А. (2009). «Новый метод оценки масс гало темной материи с использованием систем шаровых скоплений» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 392 (1): L1 – L5. arXiv : 0809.5057 . Bibcode : 2009MNRAS.392L ... 1S . DOI : 10.1111 / j.1745-3933.2008.00567.x .
  18. ^ Sadoun, R .; Колин, Дж. (2012). «M BH –σ связь между сверхмассивными черными дырами и дисперсией скоростей систем шаровых скоплений» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 426 (1): L51 – L55. arXiv : 1204.0144 . Bibcode : 2012MNRAS.426L..51S . DOI : 10.1111 / j.1745-3933.2012.01321.x .
  19. ^ Seigar, M., et al. (2008), Открытие связи между морфологией спирального рукава и массой сверхмассивной черной дыры в дисковых галактиках
  20. ^ SPACE.com - Даже тонкие галактики упаковывают огромные черные дыры
  21. ^ Simmons, BD; Smethurst, RJ; Линтотт, К. (2017). «Сверхмассивные черные дыры в дисковых галактиках перерастают свои выпуклости и эволюционируют вместе с родительскими галактиками» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 470 (2): 1559–1569. arXiv : 1705.10793 . Bibcode : 2017MNRAS.470.1559S . DOI : 10.1093 / MNRAS / stx1340 .

Внешние ссылки [ править ]