АНКа Дня: Выпуск N99

---

12.11.2008. Все галактическое просто

(из статьи Дисней и др. [M.J. Disney et al.] arXiv:0811.1554).

Исследую большую выборку галактик, авторы приходят в выводу, что все их основные свойства должны определяться одной переменной. Т.е., галактики оказываются проще, чем можно было ожидать.

Двести галактик, изученных в ходе обзора на волне 21 см, проводившемся на телескопе Паркса, присутсвуют и в Слоановском цифровом обзоре неба. Они относятся к самым разным типам: от совсем карликовых до гигантских спиральных. Нет среди них, конечно же, только галактик с очень низким содержанием нейтрального водорода (именно он и светит на 21 см). Эти 200 объектов и стали предметов исследования Дисней и др.

Свойства галактик можно описывать шестью параметрами из следующей семерки (один из параметров не является независимым): полная масса, доля барионов в полной массе, возраст, удельный угловой момент, удельная "тепловая" энергия (случайные движения), радиус, степень концентрации к центру (определяется, например, как отношение радиуса, в котором содержится 50 процентов излучаемого света, к радиусу, в котором содержится 90 процентов излучаемого света). Далее можно искать корреляции между этими параметрами. Каждая обнаруженная корреляция уменьшает число независимых параметров на единицу.

Ранее было известно четыре основные корреляции (важно заметить, что не обязательно, чтобы корреляции имели место прямо для выписанных выше параметров, корреляции могут относится к несколько иному набору непосредственно измеряемых величин, которые в свою очередь предполагаются зависящими от семи основных параметров). Эти четыре корреляции таковы:
1. Между динамической массой и светимостью (прямая пропорциональность)
2. Между светимостью и цветом (яркие галактики краснее)
3. Между размерами, в которых содержится 50 и 90 процентов света (галактики имеют экспоненциальные профили)
4. Между массой нейтрального водорода и радиусом, в котором содержится 50 процентов света (обозначается R₅₀).
Новая корреляция - это прямая пропорциональность между поверхностной яркостью и радиусом R₅₀. Подробнее о данных об этой корреляции можно прочесть в другом препринте авторов arXiv:0809.1434

На рисунке показаны корреляции между шесть параметрами: R₅₀, R₉₀, полной светимостью, массой нейтрального водорода, полной (динамической) массой, цветом (g-r, т.е. "зеленый минус красный" в определении SDSS). Разумеется, сами с собой величины прекрасно коррелируют :), но видно, что коррелируют они и друг с другом. Кто-то лучше (как, например., R₅₀ и R₉₀), кто-то хуже (как, например, цвет).

Мораль такова. Теория образования и эволюции галактик должна все эти корреляции описывать. Сами авторы полагают, что корреляций уже так много, что вряд ли удасться описать их все в рамках разных моделей. Потому, если какая-то теория их сможет объяснить, то она и верна. Также авторы полагают, что такой набор корреляций может поставить в трудное положение стандартную модель иерархического образования галактик. Но посмотрим. Скорее всего просто модель будет модифицирована, усложнена, и все в итоге срастется.