Спиральная галактика NGC 23. Фотометрия и кинематика
<< 3. Анализ фотометрических данных | Оглавление | 5. Выводы и результаты >>
4. Анализ кинематических данных
Анализ кинематических данных начнем с описания спектрального куба. Как упоминалось, профили линии в некоторых областях галактики имеют сложные контуры. Так примерно вдоль малой оси, вблизи границ бара (расстояние от центра
) профили
двойные, причем при удалении от центра начинает преобладать более
быстрая (в системе галактики) компонента, при приближении к центру --
наоборот. Этот плавный переход от одного профиля к другому
сильно затрудняет определение лучевых скоростей -- в тех местах, где
интенсивность одного из компонент падает, а второго возрастает, при
построении поля скоростей в пакете ADHOC возникает скачок скорости на
70 км/c. На перпендикулярном к этому направлении на вдвое больших расстояниях
от центра (
) начинают преобладать асимметричные профили.
На концах бара контуры практически плоские, либо многокомпонентные, что
исключает возможность определить скорости в этих небольших областях. Что
характерно, области локализации двойных и сложных профилей расположены
симметрично относительно центра галактики. Анализ природы этих
профилей, и эффектов с ними связанных выходит за рамки данной работы,
поэтому при обработке поля скоростей данные области были вырезаны
(исходя из способа вычисления гармоник можно утверждать, что частичное
отсутствие данных практически не влияет на вычисленные значения
коэффициентов Фурье-разложения).
 |
Рис. .1
Локализация профилей линии H по диску галактики.
На изображение галактики в фильтре R наложена фаза второй
Фурье-гармоники для этого изображения. |
Как уже отмечалось, кривая вращения NGC 23 имеет довольно большую
амплитуду и длинное плато. Такая ее форма свидетельствует о высоком угловом
моменте данной галактики, который не дает газу "осесть" в центр -- на дно
потенциальной ямы. С этим скорее всего связано и более интенсивное
звездообразование, чем в среднем в других системах, что и вызвало
попадание NGC 23 в каталог Маркаряна. Пик на кривой вращения попадает
на край внутреннего диска, после чего следует быстрое, практически
кеплеровское падение скорости на 60 км/с. Это позволяет сделать оценку
массы внутреннего диска, которая при данных параметрах пика составляет
величину порядка
, что неплохо согласуется с
оценкой, приведенной в работе [1] (
).
В работе [1] высказывалось предположение о связи пика на кривой
вращения со сферическим балджем галактики. Приводились оценки его полной
массы --
для вокулеровской модели
распределения плотности.
Как показано в работе [3], сферическая компонента проявляет себя фазой
первой гармоники плотности, которая должна быть
направлена вдоль малой оси изображения галактики в сторону,
соответствующую дальней от наблюдателя стороне дисковой составляющей.
Данный критерий позволяет заключить, что если сферическая составляющая
и присутствует, то только во внутренней части галактики (до 
)
и при этом довольно слабая по сравнению с внутренним диском (несколько
процентов), откуда следует, что основная масса в центральной части
галактики заключена в дисковой компоненте.
Особой проблемой является определение положения коротации спирального
узора в данной галактике. Ни один из способов, описанных в [3-6] не дает
однозначного ответа на этот вопрос. Но в данном случае высокое качество
фотометрических данных с телескопа JKT позволяет найти выход из
положения. Дело в том, что NGC 23 имеет очень мощные
спиральные ветви, и на оптических изображениях, если провести анализ
азимутальных разрезов на различных расстояниях от центра галактики, можно
отчетливо наблюдать нелинейную волну плотности, профиль которой имеет
ассиметричную форму. Очевидно, что при прохождении коротации газ
начинает втекать в спиральную ветвь с другой стороны и если мы увидим
место в галактике, где "крылья" профиля волны плотности меняются
местами, то на том радиусе и будет находиться коротация. В NGC 23 этот
радиус равен 
. Еще одним фактором является изменение положения
пылевых прослоек около спиральных ветвей при переходе через коротации
-- они находятся по разные стороны от спиральной ветви до и после
коротации. Этот фактор также указывает на радиус коротации около 
.
Таким образом мы точно определили положение коротации, используя только
фотометрические данные.
Как видно из изображения поля скоростей (рис.7), на расстояниях больше
от центра заполненность данных очень плохая. Это вынуждает
при подсчете Фурье-гармоник использовать сглаживание. При этом появляется
возможность определить кривую вращения галактики до расстояния 
от центра и, зная радиус коротации, определить положения внешних
резонансов спиральной структуры.
Напротив, для определения внутренних резонансов, расположенных в
области, где поле скоростей имеет хорошую заполненность сглаживание применять
не следует. Как видно на приведенных рисунках, при сглаживании пропадает
двойной внутренний Линдбладовский резонанс, что вызвано уменьшением при
сглаживании значения
в области с большим градиентом
скорости. При отсутствии сглаживания появляются большие ошибки в
подсчете градиента скорости еще до коротации, что вызывает "схлопывание"
кривых на втором рисунке, на которое не следует обращать внимание.
При положении коротации внешний Линдбладовский резонанс лежит
за границей зоны уверенного определения кривой вращения,
внешний резонанс 4:1 попадет примерно от центра, внутренний 4:1 --
на 
, внутренний Линдбладовский -- на расстояние 
от центра,
второй внутренний Линдбладовский резонанс оказывается на краю
внутреннего диска -- 
.
 |
| Рис. .3 Положения резонансов Линдблада и 4:1 в галактике NGC 23. Для анализа внешних частей поля скоростей, где скважность данных плохая, при рассчетах применялось сглаживание по соседним кольцам. |
 |
| Рис. .4 Двойной внутренний линдбладовский резонанс в галактике NGC 23. "Схлопывание" кривых вызвано проблемами численного дифференцирования на краю ряда наблюдательных данных, сглаживание не использовалось. |
При проведении Фурье-анализа оказывается, что амплитуда некруговых движений составляет величину порядка 40-50 км/с, что составляет до 25% от скорости вращения.
Фаза третьей Фурье-гармоники имеет почти прямолинейную форму в центральной области, затем довольно неплохо повторяет форму спиральных ветвей.
Из теоретических представлений [3,4] следует, что фаза возмущенной
скорости в волне плотности должна кореллировать с фазой возмущенной
плотности. Для проверки этого строится так называемая модифицированная третья
гармоника -
, где 
- фаза третьей гармоники
скорости. Cовпадение положения ее максимумов с максимумами второй
гармоники плотности, то есть сходство фаз, будет служить доказательством
того факта, что спиральные ветви есть волны плотности. В NGC 23
в целом модифицированная третья гармоника довольно хорошо совпадает
со второй гармоникой плотности, построенной по изображению в H,
что позволяет сделать утверждение о волновой природе спиральных
ветвей в этой галактике.
 |
| Рис. .5
Фаза третьей Фурье-гармоники скорости (треугольники),
наложенная на фазу 2-й гармоники плотности по изображению галактики в
линии H. |
<< 3. Анализ фотометрических данных | Оглавление | 5. Выводы и результаты >>
|
Публикации с ключевыми словами:
галактика - кинематика галактик - фотометрия галактик - NGC 23 - конкурс
Публикации со словами: галактика - кинематика галактик - фотометрия галактик - NGC 23 - конкурс | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
