Премия Амбарцумяна 2014 г.

Наши сердечные поздравления Игорю Дмитриевичу Караченцеву!

Премию имени Амбарцумяна 2014 года получили Феликс Агоронян за выдающийся вклад в астрофизику высоких энергий и создание черенковских телескопов, и Игорь Караченцев и Брент Талли за фундаментальный вклад в космологию Местной Вселенной.

Игорь Дмитриевич Караченцев внес преимущественный вклад в изучение трехмерной структуры и движений галактик в Местной Вселенной. В результате его работ стало очевидным, что случайные движения галактик на шкале нескольких мегапарсек оказались намного меньше, чем теоретически ожидаемые. Также было показано, что гравитационно связанные системы содержат менее половины всей материи Вселенной, как барионной, так и темной.

Рисунок 1. Распределение на небе близких галактик в Местном Объеме (расстояние менее 10 Мпк). Размер цветных кружков пропорционален светимости галактик. Красным цветом показаны галактики ранних морфологических типов, эллиртические и сфероидальные галактики. В то время как, синий цвет соответствует поздним типам, спиральные и иррегулярные галактики. Маленкие черные точки указывают положение на небе более далеких галактик в Местном Сверхскоплении. Клочковатые фиолетовые облака воспроизводят зоны поглощения во Млечном Пути.

Рисунок 1

Выполнив систематический обзор всего неба, Игорь Дмитриевич и Валентина Ефимовна Караченцевы внесли критически важный начальный вклад в обнаружение новых близких карликовых галактик и определение их местоположения в крупномасштабной структуре. Массовые наблюдения на космическом телескопе имени Хаббла по программам И. Д. Караченцева, позволили определить высокоточные расстояния для 350 близких галактик, используя "вершину ветви красных гигантов" как индикатор расстояния. В результате было обнаружено, что почти все близкие галактики находятся в группах, включая группы карликов. Было установлено, что доля материи (видимой и темной), сконцентрированной в близких группах галактик, примерно в три раза меньше средней плотности гравитирующего вещества во Вселенной. Исследования Караченцева подтвердили факт значительного недостатка карликовых галактик по сравнению с их ожидаемым количеством в стандартной парадигме иерархического скучивания холодной темной материи. Трехмерная информация о близких структурах внесла ясность в вопросы влияния окружения галактики на ее морфологию.

Рисунок 2. Изображение близкой карликовой галактики UGC 8760, полученное на космическом телескопе имени Хаббла. Диаграмма цвет-величина ее звездного населения показана на правой панели. Горизонтальная линия указывает обрыв ветви красных гигантов.

Рисунок 3.

Случайные движения галактик внутри Местного Объема, в котором мы живем, являются примечательно малыми, ~30 км/с. Наблюдательные данные с космического телескопа Хаббла подтверждают аналогичную ситуацию в соседних с нами структурах. Тем не менее, галактики могут участвовать в больших коллективных течениях. Драматическим примером этого является разбегание галактик от центра Местной Пустоты, обнаруженное Караченцевым и Талли по измерениям высокоточных расстояний до галактик. Близкие галактики формируют плоскую структуру, Местный Лист, являющийся стенкой на границе Местной Пустоты. Эта структура удаляются от центра Пустоты со скоростью 260 км/с. Значительная часть пекулярной скорости нашей Галактики относительно космического реликтового излучения обусловлена этим "отталкиванием".

Рисунок 3. Движения внутри Местного Сверхскопления в системе отсчета Местной Группы. Пекулярные скорости галактик показаны цветом от темно синего с Vpec<-400 до коричневого с Vpec>+400. Цветные векторы показывают наше движение относительно близких галактик. Оранжевый вектор VLS=323 км/с показывает наше движение относительно Местного Сверхскопления. Эта скорость складывается из двух компонент: падение на центр Местного Сверхскопления со скоростью 185 км/с (голубой вектор) и "отталкивание" от Местной Пусты с амплитудой 259 км/с.

На больших масштабах впечатляющей особенностью нашей Вселенной являются космические "гольфстримы". Наша Галактика движется со скоростью более 600 км/с относительно реликтового микроволнового фона. Учет скорости 260 км/с из-за расширения Местной Пустоты и скорости 180 км/с из-за падения к близкому скоплению в Virgo пока оставляет необъясненной компоненту скорости в 450 км/с. Скопления галактик в Norma и Centaurus на расстоянии 50 мегапарсек и комплекс скоплений Шепли на удалении 200 мегапарсек могут быть причиной этой избыточной скорости. Влияют ли в действительности эти аттракторы на движение нашей Галактики относительно реликтового фона остается важным нерешенным вопросом космологии. Детальные и постоянно накапливаемые данные о движениях галактик, собранные в "Обновленном Каталоге Близких Галактик" Караченцева и сводке "Космических Потоков" Талли могут послужить наблюдательной основой для ответа на этот принципиальный вопрос.

Игорь Дмитриевич Караченцев является одним из основателей и активным участником небольшого сообщества, занимающегося "локальной космологией". Экстремально малые скорости галактик на малых масштабах, нехватка числа карликовых галактик, наблюдаемое отсутствие галактик в близких космических пустотах напрямую обусловлены природой темной энергии и темной материи. Накапливающиеся данные могут свидетельствовать в пользу модели вселенной с "теплой", а не "холодной" темной материей. Детальное изучение близких галактик в различном окружении позволяет понять историю последовательных слияний галактик, потери и приобретения ими газа, ответить на вопрос, когда сформировались самые старые звезды.