Оглавление
Связь между массовой долей темного гало и поверхностной яркостью (или плотностью) диска.
Наличие связи между поверхностной яркостью (или плотностью, поскольку она пропорциональна яркости) и относительной массой гало было обнаружено целым рядом авторов. В частности, в статье Zavala et al (2003), где рассматривается большая выборка дисковых галактик с доступными данными по фотометрии в фильтрах В и К, измеренными по ширине линии HI скоростями вращения и потоками HI, подчеркивается, что основным наблюдаемым свойством, коррелирующим с массовой долей темного гало является именно поверхностная яркость (плотность) диска, а не масса или светимость галактики. Авторы указывают на возрастание массовой доли барионного вещества при увеличении центральной поверхностной плотности звезд, и отмечают, что если вклад диска в кривую вращения как-то и связан со светимостью (или массой), то эта зависимость, хотя и слабая, обратна той, что была найдена в работе Persic, Salucci и Stel (1996) . То есть, чем меньше светимость (полная масса) галактики, тем в среднем больше вклад диска в кривую вращения.
Зависимость вклада гало в полную скорость вращения от центральной поверхностной плотности звездного диска была также получена в рамках иерархической модели формирования галактик в работе Claudio Firmani и Vladimir Avila-Reese (2000), . В то же время корреляция между светимостью галактики и массовой долей темного гало, найденная в работах, описанных в предыдущем разделе, плохо согласуется с результатами космологического моделирования.
В пользу корреляции между массовой долей гало и поверхностной яркостью свидетельствует связь между отношением толщины диска к радиальной шкале и поверхностной яркостью, изученная в работе Бизяева и Митроновой (2009) для галактик, видимых с ребра: наиболее тонкие диски галактик являются одновременно объектами с наиболее низкой поверхностной яркостью (приведенной к положению <плашмя>), и относятся к галактикам с наиболее высокой относительной массой темного гало.
Наличие корреляции между поверхностной плотностью звездного диска и массовой долей темного гало подтверждается в статье Pizagno et al (2005) (см рисунок 11 b). Авторы, однако, признают существование слабой связи между отношением полной массы к массе звезд, оцененным внутри 2.2 шкал диска и массой звезд, в пределах того же радиуса (см. рисунок 11a). При этом они отмечают, что отношения полной массы к массе звезд для галактик с низкой поверхностной плотностью и малой массой близки по значениям к соответствующим отношениям для галактик с большой массой, но такой же поверхностной плотностью (см. рисунок 11 b). Таким образом, относительная масса гало зависит, прежде всего, от поверхностной плотности, а не светимости диска: в галактиках с <рыхлым> диском роль гало преобладает. Следовательно, зависимость массовой доли темного гало от звездной массы можно рассматривать, как следствие более фундаментальной корреляции - корреляции с поверхностной плотностью.
Рис. 11: . a) корреляция между отношением полной массы к звездной массе и массой звезд внутри радиуса в 2,2 шкалы диска h. Заполненные кружочки с барами ошибок - средние значения со стандартными отклонениями для диапазонов масс: lgM*/Msun>10.7, 10-10.7, <10. Галактики, обозначенные разными значками, соответствуют разным значениям отклонения от зависимости h - M*: кружочки - компактные галактики (со шкалой диска меньше средней для данной массы звездного диска), треугольники - объекты среднего размера, квадратики - галактики со шкалой диска, превышающей среднее значение для данной массы звездного диска. b) зависимость того же отношения, что и на рисунке a, но от средней поверхностной плотности в пределах 2.2h. Звездочки, кресты и пятиугольники соответствуют галактикам высокой, средней и малой массы. Заполненными значками и линиями отмечены результаты моделирования галактик, (здесь не рассматриваются). Pizagno et al (2005) . Вывод о связи между вкладом диска в кривую вращения и поверхностной плотностью делается и в работе McGaugh (2005)(см. рисунок 1). На рисунке 1 отношение массы диска к ее максимально возможному значению (максимально возможному вкладу диска соответствует Г*=1) сопоставляется с массой (слева) и плотностью диска (справа). Автор приходит к заключению, что в случае с массой имеет место лишь слабая корреляция, а при переходе к поверхностной плотности зависимость становится четче.
Casertano и van Gorkom (1991) еще раньше отмечали корреляцию между формой кривой вращения и поверхностной яркостью. На рисунке 12 показана связь между наклоном кривой вращения на расстоянии 2/3 оптического радиуса, (наклон кривой вращения можно связать с вкладом диска в кривую вращения) и эквивалентной центральной поверхностной яркостью, под которой понимается центральная поверхностная яркость экспоненциального диска с той же полной светимостью (включая балдж) и той же шкалой, что и у рассматриваемой галактики. Отрицательные значения логарифма наклона кривой вращения означают падение скорости вращения на данном радиусе, возможно, связанное с большим вкладом диска, в то время как положительные значения соответствуют росту кривой, который может быть обусловлен доминированием темного гало. Черными, заполненными треугольниками на графике показаны галактики с максимальной скоростью вращения vc>180км/с. На рисунке 12 мы видим ту же корреляцию, о которой идет речь в этом разделе: массовая доля диска увеличивается с поверхностной яркостью. Однако, яркие объекты с высокой скоростью вращения (заполненные значки) лежат на отдельной зависимости. Это может свидетельствовать в пользу того, что вклад диска в кривую вращения зависит как от поверхностной яркости, так и от светимости галактики. Этот результат противоречит выводу о том, что зависимость массовой доли темного гало от звездной массы можно рассматривать как проявление более фундаментальной корреляции с поверхностной плотностью, сделанному в работе Pizagno et al (2005) .
Рис. 12: Сопоставление логарифма наклона кривой вращения с эквивалентной поверхностной яркостью. Заполненными значками показаны галактики с максимальной скоростью вращения vc>180км/с. Casertano и van Gorkom (1991) .
Возможно, корреляции доли темного гало с массой (светимостью) и с поверхностной плотностью (яркостью) следует рассматривать одновременно. С таким выводом согласуются и результаты гидродинамического моделирования газа для галактик с высокой поверхностной яркостью, полученные в работе Kranz et al (2003) (см. рисунок 2). Напомним, что в этой статье среди галактик высокой поверхностной яркости модели максимального диска соответствовали лишь те объекты, которые обладали максимальной скоростью вращения vc>200 км/с .
|
Публикации с ключевыми словами:
темная материя - галактики
Публикации со словами: темная материя - галактики | |
См. также:
Все публикации на ту же тему >> | |
