 |
Астронет: Алан Сэндидж Зарождение наблюдательной космологии во времена Хаббла. http://variable-stars.ru/db/msg/1190938/node7.html |
7. Изменение морфологии на больших z - слияния или ELS с шумом?
Возможно, наиболее убедительные свидетельства значительной эволюции галактик в прошлом предоставляются ныне разделом наблюдательной космологии, который также изначально был развит Хабблом (1926b, 1936c), который ввел систему классификации галактик по типам. На нашем симпозиуме мы еще услышим множество докладов, описывающих существенные отличия морфологии галактик на глубоких снимках с предельной величиной слабее B = 22 по сравнению с нашими соседями.
Несколько лет назад по приглашению Джерома Кристиана (Jerome Kristian), ведущего ученого проекта глубокого обзора GTO, я занимался классификацией слабых галактик на очень глубоких снимках космического телескопа имени Хаббла с предельной величиной B = 29 в двух полях, которые являлись частью более обширных полей Грота (Groth). Я в частности обнаружил, что также подтверждается и данными других исследований, что доля неправильных галактик между звездными величинами V = 22 и V = 29 достигает 50 процентов, в то время как в нашей окрестности их доля не превышает 5 процентов по данным пересмотренного каталога Шэпли-Амеса(Сэндидж и Тамманн 1987). Полное распределение по морфологическим типам выглядело следующим образом. Нормальные спирали, согласно терминологии современной хаббловской классификации, оказались достаточно редки и составили всего 20 процентов. Обычные «красные» эллиптические галактики присутствовали в значительном количестве - 25 процентов. Остальные 55 процента поделились между умеренно аномальными (клочковатость, несколько взаимодействующих приливным образом компонент, скопления сгустков с общей оболочкой) и существенно неправильными формами, похожими на на наших соседей - Большое и Малое Магеллановы Облака, NGC 1313, NGC 1156, NGC 4449, и пару NGC 4485 / 4490 (изображения их могут быть найдены в атласе галактик Карнеги).
Существенно превышающая нынешнюю доля слабых неправильных галактик в наши дни обычно ассоциируется с процессом формирования галактик на умеренных красных смещениях z > 2, что соответствует небольшой разнице во времени ~ 2/3 H-10. Если это действительно так, мы видим достаточно явную картину того, как в не столь далеком прошлом протогалактики становились морфологически нормальными в течение как минимум последних двух третей их времени жизни.
Высокий процент различных явно взаимодействующих конфигураций дает ключ к разгадке тонкостей процесса формирования галактик. Достаточно хороший пример скопления в одном из полей Кристиана приведен на рисунке 15. Приведены четыре кадра различной контрастности, полученные из оригинального цифрового снимка. На верхнем видно лишь компактное ядро, похожее на эллиптическую галактику (морфологический тип E). Более слабые компоненты структуры показаны на трех последующих кадрах, показывая нечто вроде множества индивидуальных компонент, коллапсирующих внутри общей оболочки на центральное эллиптическое ядро. Эту картину можно интерпретировать либо как «слияние» отдельных фрагментов, «коллапсирующих к равновесному состоянию», что является темой обсуждения Сирла и Зинна (1978), либо как конденсации исходных флюктуаций плотности в рамках одной большой коллапсирующей оболочки, которая была единой протогалактикой как в картине коллапса Иггена и др. (1962; эту модель часто называют по инициалам авторов - ELS). В последнем случае процесс формирования часто называют ELS с «шумами» - флуктуациями плотности внутри протяженной неоднородной оболочки ELS, которые должны присутствовать на ранних стадиях формирования галактик ( Сэндидж 1990). Такая зависящая от времени конфигурация была явно продемонстрирована в ранних расчетах по задаче N тел Зуреком, Квинном и Солманом (1988); результаты этих расчетов приведены на рисунке 16, их же в более широком контексте можно найти в работе Саслоу (1985).
Рисунок 15. Четыре кадра с различной контрастностью из глубокого снимка Кристиана и др., на которых, похоже, видна сложная структура оболочки с флуктуациями, коллапсирующими на центральное эллиптическое компактное ядро, видимое на первом кадре. Этот процесс может оказаться примером коллапса ELS с шумом флуктуаций плотности.
Рисунок 16. Численное решение Зуреком, Квинном и Солманом (1988) задачи N тел для случая коллапсирующей протогалактики для трех эпох после исходного коллапса, характеризуемых красным смещением или временем в прошлое. Приведены проекции на оси X, Y, Z. Объяснением может вновь быть ELS с шумом.
<< 6. Что требуется для надлежащего расчета N(m)? | Оглавление | 8. Философия и практичность >>