Астронет: О. В. Абрамова/ГАИШ Галактики низкой яркости http://variable-stars.ru/db/msg/1246330/vvedenie.html

Содержание

---

Введение

У большинства авторов галактиками низкой яркости (low surface brightness galaxies или LSB-галактиками) называются галактики, центральная поверхностная face-on яркость которых в полосе B слабее 23 , но в определениях встречаются и другие значения центральной поверхностной яркости, например, О'Нейл [1], Жонг и др. [2] определяют LSB как галактики, для которых центральная поверхностная яркость в полосе В слабее 22.

Эти объекты гораздо сложнее для изучения и идентификации, чем нормальные галактики (high surface brightness galaxies или HSB-галактики). Большая часть галактик низкой яркости — карликовые галактики (голубые или красные), однако наблюдаются и гигантские LSBGs. О возможности существования гигантских галактик низкой яркости впервые заявил Цвикки (Zwicky) в 1957 году, позднее этот вопрос был исследован Арпом (Arp) в 1965-ом и Диснеем (Disney) в 1976-ом гг., а первый дисковый объект такого типа — гигантская галактика низкой яркости Malin 1 — был открыт в 1987 году [4]. Этот объект является уникальным и выделяется по своим свойствам даже на фоне остальных гигантских галактик низкой яркости, о нём ещё пойдёт речь ниже. До Malin 1 были известны карликовые эллипсоидальные галактики низкой яркости, открытые в 30-х годах ХХ столетия, такие как галактики Местной Группы Fornex A и  Дракон.

Вклад LSB-галактик в население локальной группы галактик долгое время недооценивался по причине их низкой яркости и, как следствие, трудностей с их обнаружением. Однако последние данные наблюдений позволяют предположить, что LSBGs могут составлять до половины населения Локальной группы галактик. Большой объем статистических данных получен по результатам обзора SDSS [2]: в статье собрана статистика для более чем 12 000 face-on (т.е. видимых "плашмя") галактик низкой яркости с  μ_0B от 22 до 24,5 (среднее значение —  22,5). Для галактик выборки получены величины радиальных шкал диска (2 кпк < h < 19 кпк) и  интегральные абсолютные звёздные величины (-23^m < M_B < -18^m со средним значением -20,06^m), подтверждены найденные в более ранних работах корреляции между log h и M_B, log h и log D, log D и log M_B, в то время как связи между μ_0B и log h, M_B, показателями цвета и т.д. не обнаружено. Авторы отмечают, что более яркие LSB-галактики выборки, как правило, более красные [2].

Светимости галактик низкой яркости попадают в диапазон светимостей нормальных галактик, однако при фиксированной светимости LSB-диски имеют более низкую поверхностную яркость и большую шкалу, чем HSB-диски. Существуют галактики низкой яркости разных морфологических типов, и у большинства из них нет балджей. Предполагается, что заметную роль в эволюции этих галактик играет очень протяжённое тёмное гало низкой плотности, а сами они являются объектами, в которых тёмная материя доминирует на всех расстояниях от центра и наблюдается систематическое увеличение отношения масса/светимость при уменьшении центральной поверхностной яркости.

Большинство LSB-галактик всех светимостей удовлетворяют условию экспоненциального уменьшения яркости диска с R (см., например, [2, 5, 7, 8] и рис. 3). Массивные LSBGs имеют яркий центральный балдж и диффузный диск, который обычно содержит различимые спиральные ветви. Этим они отличаются от многих менее массивных LSBGs, у которых нет заметного ядерного балджа и для которых часто невозможно выявить спиральную структуру. Наличие отчётливого центрального балджа в LSBGs может являться как эффектом селекции (все массивные LSBGs сначала были обнаружены в оптике), так и следствием большого гравитационного потенциала в центре массивной системы.

Галактики низкой яркости имеют в среднем более высокие значения радиальных шкал диска, чем HSBGs сходной светимости (см., например, [2]), а также более быстрое вращение для данной светимости. Радиальные шкалы голубых LSBGs лежат между шкалами нормальных LSBGs дисков и богатых газом карликовых галактик.

Очень мало LSB-галактик обнаруживают высокую активность ядер, но у порядка 50% дисковых LSB-галактик с большой радиальной шкалой (в том числе у Malin 1) ядра показывают некоторую активность и имеется нормальный балдж со светимостью M_B от -18 до -20 [5], в то время как звёздный диск очень слабый (низкая яркость) и протяжённый. В нескольких гигантских LSB-галактиках были найдены AGN. Исследование 21-ой спиральной галактики нормальной и низкой поверхностной яркости, видимых с ребра, показало, что по крайней мере в том, что касается структуры, галактики низкой яркости не являются чем-то исключительным: размеры балджей и дисков, радиальные масштабы и т.д. у них одного порядка и  следуют одним и тем же соотношениям [9]. Балджи галактик низкой яркости имеют меньшую металличность звёзд по сравнению с балджами в нормальных спиралях, что подтверждает результат, основанный на анализе эмиссионных линий: области звёздообразования в LSBGs также менее металличные, чем области звёздообразования в HSBGs. Балджи в LSBGs обычно несколько меньше, чем в нормальных галактиках. При этом маленькие балджи бедны металлами по сравнению с балджами больших размеров. Это находится в согласии с моделью секулярной эволюции, в  которой балдж формируется независимо от диска, при этом в маленьких балджах идут более слабые процессы звёздообразования и более медленная аккреция, приводящая к более бедному металлами звёздному населению [9].

Гигантские галактики низкой яркости на больших масштабах следуют, как и нормальные галактики, крупномасштабной структуре, и не заполняют пустоты, обнаруженные ранее в крупномасштабной структуре Вселенной. Однако они имеют тенденцию группироваться к внешнему краю ячеек в крупномасштабном распределении галактик. Исследования ближайшего окружения на малых масштабах (< 2 — 5 Мпк) показали, что галактики низкой яркости более изолированы, чем нормальные галактики [6].