Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
NGC147 (слева) и карлик Fornax (справа), две из самых ранних известных карликовых сфероидальных галактик.

Карликовой сфероидальной галактики ( dSph ) является термином в астрономии применяется к малым, низкой светимости галактик с очень небольшим количеством пыли и старой звездного населения. Они находятся в Местной группе как спутники Млечного Пути и систем, являющихся спутниками Галактики Андромеды (M31). Хотя они похожи на карликовые эллиптические галактики по внешнему виду и свойствам, таким как отсутствие газа или пыли или недавнее звездообразование , они имеют приблизительно сфероидальную форму и обычно имеют более низкую светимость.

Открытие [ править ]

Несмотря на то, что радиусы dSphs намного больше, чем у шаровых скоплений , их гораздо труднее найти из-за их низкой светимости и поверхностной яркости. Карликовые сфероидальные галактики имеют большой диапазон светимости, а известные карликовые сфероидальные галактики охватывают несколько порядков светимости. [1] Их светимости настолько низки, что Малая Медведица , Киля и Драко , известные карликовые сфероидальные галактики с самой низкой светимостью, имеют отношение массы к свету (M / L) больше, чем у Млечного Пути. [2] Карликовые сфероидалы также практически не содержат газа без явных признаков недавнего звездообразования. [3] [4] Когда дело доходит доМестная группа , dSph в основном обнаруживаются возле Млечного Пути и M31 . [5] [6]

Первые карликовые сфероидальные галактики обнаружены были Скульптор и Форнакса в 1938 году [2] Sloan Digital Sky Survey привело к открытию 11 более dSph галактик по состоянию на 2007 г. [7] К 2015 году многие другие ультра-слабые dSphs были открыты, все спутники Млечного Пути. [8] Девять потенциально новых dSph были обнаружены в Обзоре темной энергии в 2015 году. [9] Каждый dSph назван в честь созвездий, в которых они были обнаружены, таких как карликовая сфероидальная галактика Стрелец , каждая из которых состоит из звезд, которые, как правило, намного старше 1 -2 млрд лет, сформировавшихся за многие годы. [2]

Например, 98% звезд в карликовой сфероидальной галактике Киля старше 2 млрд лет и образовались в результате трех всплесков около 3, 7 и 13 млрд лет назад. [2] Звезды Карины также оказались бедными металлами. [10] Это не похоже на звездные скопления, потому что, хотя в звездных скоплениях есть звезды, которые образовались более или менее в одно и то же время, карликовые сфероидальные галактики испытывают множественные вспышки звездообразования. [2]

Доказательства темной материи [ править ]

Из-за слабости карликовых сфероидальных галактик с самой низкой светимостью и природы содержащихся в них звезд некоторые астрономы предполагают, что карликовые сфероидальные галактики и шаровые скопления не могут быть четко отдельными и разными типами объектов. [11] Другие недавние исследования, однако, обнаружили различие в том, что общее количество массы, полученное из движения звезд в карликовых сфероидах, во много раз превышает то, что может быть объяснено массой самих звезд. Исследования показывают, что карликовые сфероидальные галактики имеют динамическую массу около 10 масс Солнца , что очень велико, несмотря на низкую светимость dSph-галактик. [1]

Хотя при более слабой светимости карликовых сфероидальных галактик не существует единого мнения о том, как отличить карликовые сфероидальные галактики от звездного скопления; однако многие астрономы решают это в зависимости от динамики объекта: если кажется, что в нем больше темной материи , то, скорее всего, это карликовая сфероидальная галактика, а не слабое звездное скопление. В настоящее время преимущественно принята лямбда-холодная темная материя.В космологической модели присутствие темной материи часто упоминается как причина, чтобы классифицировать карликовые сфероидальные галактики как объект, отличный от шаровых скоплений, которые практически не проявляют признаков темной материи. Из-за чрезвычайно большого количества темной материи в карликовых сфероидальных галактиках они могут заслужить звание «галактик с преобладанием темной материи». [12]

Еще одно свидетельство преобладания темной материи в dSphs включает случай карликовой сфероидальной галактики Форнакс, которая, как можно предположить, находится в динамическом равновесии для оценки массы и количества темной материи, поскольку гравитационные эффекты Млечного Пути незначительны. [13] В отличие от галактики Форнакс, есть свидетельства того, что UMa2, карликовая сфероидальная галактика в созвездии Большой Медведицы , испытывает сильные приливные возмущения со стороны Млечного Пути. [9]

Тема исследования - насколько внутренняя динамика карликовых сфероидальных галактик зависит от гравитационной приливной динамики галактики, вокруг которой они вращаются. Другими словами, карликовые сфероидальные галактики могут не достичь равновесия из-за гравитационного поля Млечного Пути или другой галактики, вокруг которой они вращаются. [2] Например, карликовая сфероидальная галактика Секстана имеет дисперсию скоростей 7,9 ± 1,3 км / с, которая не может быть объяснена исключительно ее звездной массой согласно теореме вириала . Подобно Секстану, предыдущие исследования карликовой сфероидальной галактики Геркулес показали, что ее орбитальный путь не соответствует массе, содержащейся в Геркулесе. [14]Кроме того, есть свидетельства того, что UMa2, карликовая сфероидальная галактика в созвездии Большой Медведицы , испытывает сильные приливные возмущения со стороны Млечного Пути. [9]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Стригари, Луи Э .; Баллок, Джеймс С .; Каплингхат, Манодж; Саймон, Джошуа Д.; Геха, Марла; Уиллман, Бет; Уокер, Мэтью Г. (28 августа 2008 г.). «Общая шкала масс галактик-спутников Млечного Пути». Природа . 454 (7208): 1096–1097. arXiv : 0808.3772 . Bibcode : 2008Natur.454.1096S . DOI : 10,1038 / природа07222 . ISSN  0028-0836 . PMID  18756252 .
  2. ^ Б с д е е Sparke, Л.С. ; Галлахер, СП III (2016). Галактики во Вселенной . Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета . С. 162–165. ISBN 978-0-521-67186-6.
  3. ^ "НАСА / Поиск ADS". Bibcode : 1994A & ARv ... 6 ... 67F . Cite journal requires |journal= (help)
  4. ^ McConnachie, Алан У. (2012-06-05). «Наблюдаемые свойства карликовых галактик внутри и вокруг местной группы». Астрономический журнал . 144 (1): 4. arXiv : 1204.1562 . Bibcode : 2012AJ .... 144 .... 4M . DOI : 10.1088 / 0004-6256 / 144/1/4 . ISSN 0004-6256 . 
  5. ^ "НАСА / Поиск ADS". Bibcode : 1998ARA & A..36..435M . Cite journal requires |journal= (help)
  6. ^ К., Гребель, Э. (1998). "Истории звездообразования карликовых галактик местных групп". Основные моменты астрономии . 11 : 125. arXiv : astro-ph / 9806191 . Bibcode : 1998HiA .... 11..125G .
  7. ^ Саймон, Джош ; Геха, Марла (ноябрь 2007 г.), «Кинематика сверхслабых спутников Млечного Пути: решение проблемы пропавшего спутника», The Astrophysical Journal , 670 (1): 313–331, arXiv : 0706.0516 , Bibcode : 2007ApJ ... 670..313S , DOI : 10,1086 / 521816
  8. ^ Сергей Е. Копосов; Василий Белокуров; Габриэль Торреальба; Н. Вин Эванс (10 марта 2015 г.). «Звери южной дикой природы. Обнаружение большого количества сверхслабых спутников в окрестностях Магеллановых облаков». Астрофизический журнал . 805 (2): 130. arXiv : 1503.02079 . Bibcode : 2015ApJ ... 805..130K . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 805/2/130 .
  9. ^ a b c Bonnivard, V .; Combet, C .; Daniel, M .; и другие. (2015). «Аннигиляция и распад темной материи в карликовых сфероидальных галактиках: классические и сверхслабые dSphs». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 453 (1): 849–867. arXiv : 1504.02048 . Bibcode : 2015MNRAS.453..849B . DOI : 10.1093 / MNRAS / stv1601 .
  10. ^ Боно, G .; Стетсон, ПБ; Уокер, АР; Монелли, М .; Fabrizio, M .; Pietrinferni, A .; Brocato, E .; Buonanno, R .; Ф. Капуто (01.01.2010). "О звездном составе карликовой сфероидальной галактики Киля" . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 122 (892): 651. arXiv : 1004.2559 . Bibcode : 2010PASP..122..651B . DOI : 10.1086 / 653590 . ISSN 1538-3873 . 
  11. ^ ван ден Берг, Сидней (ноябрь 2007 г.), «Шаровые скопления и карликовые сфероидальные галактики», Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: Письма , 385 (1): L20 – L22, arXiv : 0711.4795 , Bibcode : 2008MNRAS.385L .. 20В , DOI : 10.1111 / j.1745-3933.2008.00424.x
  12. ^ Стригари, Луи ; Koushiappas, Savvas M .; Баллок, Джеймс С .; Каплингхат, Манодж; Саймон, Джошуа Д.; Геха, Марла; Уиллман, Бет; и другие. (2008), «Галактики с преобладанием темной материи: предсказанные гамма-сигналы от самых слабых карликов Млечного Пути», The Astrophysical Journal , 678 (2): 614–620, arXiv : 0709.1510 , Bibcode : 2008ApJ ... 678. .614S , DOI : 10,1086 / 529488
  13. ^ Батталья, Джузеппина; Соллима, Антонио; Нипоти, Карло (2015). «Влияние приливов на карликовую сфероидальную галактику Форнакс». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 454 (3): 2401–2415. arXiv : 1509.02368 . Bibcode : 2015MNRAS.454.2401B . DOI : 10.1093 / MNRAS / stv2096 .
  14. ^ Родерик, TA; Jerjen, H .; Да Коста, GS; Макки, AD (2016). «Структурный анализ карликовой сфероидальной галактики Секстан». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 460 (1): 30–43. arXiv : 1604.06214 . Bibcode : 2016MNRAS.460 ... 30R . DOI : 10.1093 / MNRAS / stw949 .