 |
Астронет: А. С. Сабурова/ГАИШ Связь относительной массы темного гало со свойствами галактик http://variable-stars.ru/db/msg/1245844/irreg.html |
Связь между массовой долей темного вещества и металличностью неправильных и голубых компактных галактик с фиксированным значением массовой доли газа.
Неправильные и голубые компактные галактики - это богатые газом и обедненные металлами системы. Отсутствие систематических изменений металличности с радиусом в этих объектах может говорить о том, что они, скорее всего, эволюционировали как замкнутые однозонные системы без оттока и притока газа. Таким образом, в грубом приближении они могут быть описаны простой моделью, для которой связь между металличностью и массовой долей газа (отношением массы газа к полной массе, если пренебречь вкладом темной материи в общую массу, как это делалось в ранних работах) может быть выражена следующим образом: Z = yln(1/μ), где Z - металличность галактики, y - выход тяжелых элементов, а μ - массовая доля газа. (Подробнее о металличности и выходе тяжелых элементов вы можете узнать в обзоре Абрамовой О.В.). Небарионное темное вещество не принимает участия в химическом обогащении межзвездного газа, а его масса может быть сопоставима с массой видимого вещества внутри оптического радиуса. К выводу о необходимости учета массовой доли темного вещества при построении моделей пришли Kumai и Tosa (1992), и в уравнении для металличности рассмотрели отношение массы газа не к полной, а к барионной массе: Z = yln(1/μB), где μB - отношение массы газа к барионной массе. Массовая доля газа была выражена через отношение массы газа к барионной массе следующим образом: &mu = μB (1-fD) , где fD = MD/MT - отношение массы темного вещества к полной массе. С учетом вклада темной материи уравнение для металличности имеет следующий вид: Z = yln{(1-fD)/μ}. Из этого уравнения следует, что при фиксированной массовой доле газа металличность уменьшается с ростом массовой доли темного вещества.
При учете вклада темного небарионного вещества авторы объяснили наблюдаемый разброс точек на диаграмме: <металличность - массовая доля газа>, построенной для неправильных и голубых компактных галактик, который невозможно было объяснить в рамках простой модели, в которой пренебрегалось вкладом темного вещества в полную массу галактики (см. рисунок 21 ).
Рис. 21: Диаграмма: <металличность - десятичный логарифм массовой доли газа>. Звездочкой показана массивная спиральная галактика NGC3310, кружочки соответствуют неправильным и голубым компактным галактикам. Сплошными линиями показаны модельные зависимости, полученные для выхода тяжелых элементов у=0,01, для различных массовых долей небарионной темной материи. Массовые доли темного вещества, для которых были получены эти модельные зависимости, подписаны у каждой линии. Пунктиром отмечены аналогичные зависимости, но для у=0,004. Kumai и Tosa (1992).
Сопоставление массовой доли темной материи, полученной исходя из диаграммы: <металличность - массовая доля газа> fD , с fT-B , оцененной независимым способом, подтверждает вывод о связи между металличностью и массовой долей темного вещества в неправильных и компактных голубых галактиках с фиксированной массовой долей газа (см. рисунок 22 ).
Рис. 22: Сопоставление массовой доли темного вещества, определенной исходя из диаграммы, показанной на рисунке 21, (fD) с оценкой, полученной независимым способом (fT-B). Сплошной линией обозначена линейная аппроксимация, построенная для всех галактик кроме Mkn450, а пунктиром проведена прямая, соответствующая fD = fT-B. Kumai и Tosa (1992).
Результат, полученный в статье Kumai и Tosa (1992) был подтвержден в работе F. Bradamante, F. Matteucci и A. D'Ercole (1998), где разброс на диаграмме <металличность - массовая доля газа> для карликовых неправильных галактик объяснялся с помощью моделей, учитывающих вклад темного вещества.