Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.sao.ru/precise/Laboratory/Dis_akn/node25.html
Дата изменения: Thu Jul 8 15:31:51 1999
Дата индексирования: Tue Oct 2 02:31:43 2012
Кодировка: koi8-r
Поисковые слова: integral

Постановка проблем поиска голубых компактных галактик и исследования кандидатов в молодые галактики

Таким образом, краткий обзор данных о голубых компактных галактиках, проведенный в этой главе, показывает необходимость исследования этих галактик для решения целого ряда задач астрофизики: определения содержания первичного гелия, химической эволюции вещества, обедненного тяжелыми элементами, эволюции массивных звезд, и в частности, проблемы звездного ветра в звездах WR с пониженным содержанием тяжелых элементов и вспышек сверхновых в этих условиях, проблем крупномасштабного распределения галактик и построения функции светимости галактик и т.д.

Одной из актуальных и интересных проблем, связанных с изучением этих объектов, является поиск среди BCG кандидатов в молодые галактики, испытывающие первую вспышку звездообразования и детальное исследование таких галактик. Изучить свойства галактик, испытывающих первую вспышку звездообразования принципиально важно по нескольким причинам:

1.

Галактика в этой фазе эволюции сохраняет в своих проявлениях многие ее свойства из предыдущего этапа жизни: гравитационного коллапса газа с последующей его диссипацией, охлаждением и фрагментацией на куски с массами порядка масс шаровых скоплений. Изучение структуры, распределения вещества в разных состояниях (горячие массивные звезды, ионизованный газ, пыль, холодный газ первичного HI-облака, из которого формируется галактика) и его поля скоростей -- позволят получить важную наблюдательную информацию о процессах, происходящих при образовании галактик, и тем самым проверить основные концепции теории и моделей этого процесса.

2.

Предсказания космологических моделей эпохи массового образования галактик, соответствующей красным смещениям 3-5, породило большое наблюдательное направление -- поиск первичных галактик среди слабых и очень далеких объектов, испытывающих интенсивное звездообразование. Однако, несмотря на несколько публикаций, в которых объявлялось об открытии отдельных первичных галактик среди слабых галактик на больших красных смещениях (причем все эти объекты -- объекты больших масс), ожидаемая многочисленная популяция таких галактик остается до сих пор необнаруженной. Это наводит на мысль, что не соответствуют действительности некоторые базовые представления о типичных свойствах молодых галактик (как например, сильная эмиссия в линии Ly$\alpha$).

Безусловно, изучение групповых свойств самых молодых галактик, обнаруженных в Локальной Метагалактике, поможет лучше понять, как должны выглядеть такие галактики в эпоху их массового формирования, и скорректировать методы и стратегию их поиска.

3.

Эти галактики являются великолепной лабораторией для изучения вопросов звездообразования в протогалактиках: эволюции массивных звезд, образовавшихся из вещества, близкого по химсоставу к первичному, коллективных эффектов воздействия на межзвездную среду большого количества вспышек сверхновых и ветра от массивных звезд.

4.

Весьма важное место в космологии и космогонии галактик занимает темная (небарионная) материя (далее в тексте DM), и гало из нее. Модельные расчеты наиболее популярных сценариев для Вселенной с холодной темной материей (CDM) показывают, что барионное вещество диссипативно коллапсирует в гравитационном поле сформировавшихся гало, образуя галактику. Такие гало обнаружены у многих дисковых галактик, включая и некоторые карликовые. Однако для количественного сопоставления моделей и реальных гало важно сравнить характер падения плотности в гало с теоретическим. Поскольку массивные галактики и их гало с большой вероятностью являются продуктами множественных слияний, и в силу этого, ситуация в них более запутана, наиболее подходящими для этого являются карликовые галактики.

Оказывается однако, что сравнение модельных CDM гало с найденными в карликовых галактиках, обнаруживает слишком большую концентрацию DM гало около центра галактики (Navarro, Frenk & White 1996). Означает ли это, что мы плохо понимаем свойства DM и гало из нее? Один из естественных выходов, предложенных для объяснения обнаруженных отличий, связан с сильной перестройкой распределения барионов в карликовой галактике во время вспышки звездообразования (мощный галактический ветер, выброс газа). Гравитационное взаимодействие барионов и DM приводит к перестройке и гало. Достаточно ли этих аргументов, чтобы устранить противоречия между теорией и наблюдениями, и считать, что мы понимаем свойства DM?

Молодые карликовые галактики с первой вспышкой звездообразования, о которых шла речь выше, являются идеальными объектами для такого тестирования. Характерные времена вспышки обычно не превышают 10⁶ лет. За такое время не только существенная часть барионов не может быть выброшена из галактики, но и само гало динамически не отреагирует на процессы звездообразования. Поэтому именно на таких галактиках можно проверить правильность нашего понимания свойств темной материи, составляющей гало галактик.

Многие задачи изучения BCG требуют создания и изучения выборок этих объектов: изучение содержания химических элементов и истории обогащения химическими элементами, и, в частности, получение содержания первичного гелия, изучение крупномасштабного распределения видимой материи во Вселенной, построение функции светимости галактик для области слабых абсолютных величин и т.д. Несмотря на это, на сегодняшний день, имеется лишь несколько таких выборок, и, основанные на данных фотографических обзоров, эти выборки не позволяют, с одной стороны, проводить статистические исследования карликовых галактик на расстояниях, больших 30 Мпс, а с другой стороны, содержат малое количество слабых (M$_B \geq$ -15^m) галактик, изучение которых актуально в последние годы. Исследования этих выборок указали на необходимость более специализированных обзоров по поиску подобных объектов: (1) обзоров новых больших областей неба расширяющих известные выборки по телесному углу и (2) обзоров, достигающих более слабых предельных величин, и следовательно, охватывающих большие расстояния.

В то же время, развитие вычислительных средств, появление панорамных приемников большого размера и большого количества мультиобъектных спектрографов позволяет начать новые цифровые обзоры подобного рода, основанные на точно сформулированных задачах поиска и методиках использования узких интерференционных фильтров (Lipovetsky 1993).

На проблемах исследования голубых компактных галактик с низким содержанием тяжелых элементов, наиболее вероятных кандидатов в молодые галактики, описании нового международного цифрового глубокого спектрального обзора KISS (KPNO International Spectral Survey), а также разработке высокоавтоматизированных систем сбора для 6-м телескопа САО РАН и систем обработки различных спектральных и фотометрических данных для проведения описываемых исследований сосредоточено основное внимание предлагаемой диссертации.