Астронет: О. В. Абрамова/ГАИШ Химическая эволюция газа в галактиках. Роль аккреции и оттока газа http://variable-stars.ru/db/msg/1246335/el.html

Эллиптические галактики

Как считается в настоящее время, галактический ветер играет заметную роль в эволюции эллиптических галактик. В 1959 году Баум (Baum) первым обнаружил закономерность, которой следуют эллиптические галактики: их цвет краснеет с увеличением светимости. Эта зависимость получила название ``color-magnitude relation'' (CMR). В 1974 году Ларсон (Larson) предположил, что наблюдаемая в настоящее время CMR можеть быть результатом галактического ветра, который появляется вледствие взрывов сверхновых. Газ выметается из галактики и когда полная тепловая энергия газа сравнивается с гравитационной энергией связи, звёздообразование прекращается. Резкий обрыв и в модельном, и в наблюдаемом распределении звёзд эллиптических галактик по металличностям на высоких значениях (рис. 17) является прямым указанием на наличие в эллиптических галактиках ветров [40].

Рис. 17: Слева — Нормированное модельное распределение звёздного населения по массе (красные точки) и по светимости (сплошные линии) по содержанию металлов [Z/H] на разных радиусах [40]; справа — нормированное распределение по металличностям звёздного населения гало (пунктирные линии) и звёзд шаровых скоплений (сплошные линии) для эллиптической галактики NGC 5128 [41].

Предположение Ларсона способствовало появлению большого количества хеми-спектро-фотометрических моделей эллиптических галактик, объясняющих наблюдаемые CMR, которые объединяет обязательное наличие галактического ветра. В 1996 году Тантало и др. [42] впервые высказали идею о том, что в моделях химической эволюции эллиптических галактик необходимо учитывать аккрецию низкометалличного газа. Эта идея была поддержана другими авторами, в частности, высказывалось предположение, что приток газа стимулирует звёздообразование и начинает уменьшаться после того, как SFR в галактике достигают максимума [43]. Результаты расчётов одной из таких моделей, предполагающих, помимо оттока газа из галактики, приток бедного тяжёлыми элементами газа, а также радиальную зависимость плотности вещества и темпов звёздообразования и изменение SFR с течением времени, представлены на рис. 18.

Рис. 18: Моделирование CMR зависимости для галактик скопления Virgo (незакрашенные кружочки) и скопления Coma (закрашенные кружочки). Звёздочкой показана галактика М32 [48].

Нааб и Острайкер [44] показали, что аккреция небольших спутников (т.н. ``малый мержинг'') может играть определяющую роль на поздних этапах эволюции массивных эллиптических галактик: поначалу очень компактные и массивные эллиптические галактики (которые наблюдаются сейчас на больших z) со временем увеличиваются в размерах, концентрация звёзд в их центрах при этом уменьшается под действием динамического трения и они эволюционируют в наблюдаемые в настоящее время местные эллиптические галактики.

Хотя Нааб и др. [45] показали, что формирование гигантских эллиптических галактик промежуточных масс можно описать в рамках модели, которая учитывает ``сухой мержинг'' (постепенный приток звёзд практически без газа) и не учитывает отток вещества под действием AGN или взрывов сверхновых, необходимость галактического ветра и аккреции для объяснения химической эволюции эллиптических галактик подтверждается всё новыми расчётами, однако наиболее предпочтительный вид аккреции пока не выявлен (см., например, [46]). А Рампаццо и др. [47], изучая UV-данные, полученные с помощью GALEX, на примере трёх галактик ранних типов с оболочками (shell galaxies NGC 2865, NGC 5018 и NGC 7135) показали,что некоторые из тех эллиптических галактик, которые считались раньше кандидатами на ``сухой мержинг'', на самом деле испытали аккрецию, стимулировавшую звёздообразование в них, не такого уж и ``сухого'' вещества (имеется в виду газ).