Карликовая сфероидальная галактика
Карликовая сфероидальная галактика ( dSph ) — термин астрономический , с низкой светимостью применяемый к небольшим галактикам , с очень небольшим количеством пыли и более древним звездным населением. Они встречаются в Местной группе как спутники Млечного Пути и как системы-спутники Галактики Андромеды (M31). , они похожи на карликовые эллиптические галактики Хотя по внешнему виду и свойствам, таким как отсутствие газа и пыли или недавнее звездообразование , они имеют приблизительно сфероидальную форму и, как правило, имеют меньшую светимость.
Открытие
[ редактировать ]Несмотря на то, что радиусы dSphs намного больше, чем у шаровых скоплений , их гораздо сложнее найти из-за их низкой светимости и поверхностной яркости. Карликовые сфероидальные галактики имеют широкий диапазон светимости, а известные карликовые сфероидальные галактики охватывают несколько порядков светимости. [ 1 ] Их светимость настолько мала, что Малая Медведица , Киля и Дракон , известные карликовые сфероидальные галактики с самой низкой светимостью, имеют отношение массы к светимости (M/L) больше, чем у Млечного Пути. [ 2 ] Карликовые сфероиды также практически не содержат газа и не имеют явных признаков недавнего звездообразования. [ 3 ] [ 4 ] В Местной группе dSphs в основном встречаются вблизи Млечного Пути и M31 . [ 5 ] [ 6 ]
Первыми карликовыми сфероидальными галактиками, открытыми в 1938 году, были Скульптор и Печь. [ 2 ] Слоановский цифровой обзор неба привел к открытию еще 11 галактик dSph по состоянию на 2007 год. [ 7 ] К 2015 году было обнаружено еще много сверхслабых dSph — спутников Млечного Пути. [ 8 ] Девять потенциально новых dSph были обнаружены в ходе исследования темной энергии в 2015 году. [ 9 ] Каждый dSph назван в честь созвездия, в котором он обнаружен, такого как карликовая сфероидальная галактика Стрельца , каждая из которых состоит из звезд, как правило, намного старше 1–2 миллиардов лет, которые формировались в течение многих гигалет. [ 2 ]
Например, 98% звезд карликовой сфероидальной галактики Киля старше 2 миллиардов лет и образовались в ходе трех вспышек около 3, 7 и 13 миллиардов лет назад. [ 2 ] Было обнаружено, что звезды в Киле также бедны металлами. [ 10 ] Это не похоже на звездные скопления, потому что, хотя в звездных скоплениях есть звезды, которые образовались более или менее в одно и то же время, карликовые сфероидальные галактики испытывают множественные всплески звездообразования. [ 2 ]
Доказательства существования темной материи
[ редактировать ]Из-за слабости карликовых сфероидальных галактик с самой низкой светимостью и природы содержащихся в них звезд некоторые астрономы предполагают, что карликовые сфероидальные галактики и шаровые скопления не могут быть четко отдельными и отдельными типами объектов. [ 11 ] Другие недавние исследования, однако, обнаружили отличие в том, что общее количество массы, полученное на основе движения звезд в карликовых сфероидах, во много раз превышает то, которое можно объяснить массой самих звезд. Исследования показывают, что карликовые сфероидальные галактики имеют динамическую массу около 10 7 M ☉ , что очень велико, несмотря на низкую светимость dSph-галактик. [ 1 ]
Хотя при более слабой светимости карликовых сфероидальных галактик не существует единого мнения о том, как отличить карликовую сфероидальную галактику от звездного скопления; однако многие астрономы решают это в зависимости от динамики объекта: если кажется, что в нем больше темной материи , то вполне вероятно, что это карликовая сфероидальная галактика, а не огромное слабое звездное скопление . В нынешней преимущественно принятой космологической модели холодной темной материи Лямбда наличие темной материи часто упоминается как причина классифицировать карликовые сфероидальные галактики как класс объектов, отличный от шаровых скоплений , которые практически не имеют признаков темной материи. Из-за чрезвычайно большого количества темной материи в карликовых сфероидальных галактиках они могут заслуживать титул «галактики с преобладанием темной материи». [ 12 ]
Дальнейшие доказательства преобладания темной материи в dSphs включают случай карликовой сфероидальной галактики Форнакс, которую можно предположить находящейся в динамическом равновесии для оценки массы и количества темной материи, поскольку гравитационные эффекты Млечного Пути невелики. [ 13 ] В отличие от галактики Форнакс, есть свидетельства того, что UMa2, карликовая сфероидальная галактика в созвездии Большой Медведицы , испытывает сильные приливные возмущения со стороны Млечного Пути. [ 9 ]
Темой исследования является то, насколько на внутреннюю динамику карликовых сфероидальных галактик влияет гравитационно-приливная динамика галактики, вокруг которой они вращаются. Другими словами, карликовые сфероидальные галактики могут быть лишены возможности достичь равновесия из-за гравитационного поля Млечного Пути или другой галактики, вокруг которой они вращаются. [ 2 ] Например, карликовая сфероидальная галактика Секстанс имеет дисперсию скоростей 7,9 ± 1,3 км/с, что представляет собой дисперсию скоростей, которую нельзя объяснить только ее звездной массой согласно теореме Вириала . Как и в случае с Секстансом, предыдущие исследования карликовой сфероидальной галактики Геркулеса показали, что ее орбитальный путь не соответствует массе, содержащейся в Геркулесе. [ 14 ] Кроме того, есть свидетельства того, что UMa2, карликовая сфероидальная галактика в созвездии Большой Медведицы , испытывает сильные приливные возмущения со стороны Млечного Пути. [ 9 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Стригари, Луи Э.; Буллок, Джеймс С.; Каплингхат, Манодж; Саймон, Джошуа Д.; Геха, Марла ; Уиллман, Бет; Уокер, Мэтью Г. (28 августа 2008 г.). «Общая шкала масс галактик-спутников Млечного Пути». Природа . 454 (7208): 1096–1097. arXiv : 0808.3772 . Бибкод : 2008Natur.454.1096S . дои : 10.1038/nature07222 . ISSN 0028-0836 . ПМИД 18756252 . S2CID 4373541 .
- ^ Jump up to: а б с д и ж Спарк, Лос-Анджелес ; Галлахер, Дж.С. III (2016). Галактики во Вселенной Соединенное Королевство: Издательство Кембриджского университета . стр. 100-1 162–165. ISBN 978-0-521-67186-6 .
- ^ Фергюсон, Генри К.; Бинггели, Бруно (1994). «Поиск НАСА/ADS». Обзор астрономии и астрофизики . 6 (1–2): 67. arXiv : astro-ph/9409079 . Бибкод : 1994A&ARv...6...67F . дои : 10.1007/BF01208252 . S2CID 18879556 .
- ^ МакКонначи, Алан В. (5 июня 2012 г.). «Наблюдаемые свойства карликовых галактик внутри и вокруг Местной группы». Астрономический журнал . 144 (1): 4. arXiv : 1204.1562 . Бибкод : 2012AJ....144....4M . дои : 10.1088/0004-6256/144/1/4 . ISSN 0004-6256 . S2CID 118515618 .
- ^ Матео, Марио Л. (1998). «Поиск НАСА/ADS». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 36 : 435–506. arXiv : astro-ph/9810070 . Бибкод : 1998ARA&A..36..435M . дои : 10.1146/annurev.astro.36.1.435 . S2CID 119333888 .
- ^ К., Гребель Э. (1998). «История звездообразования карликовых галактик местной группы». Основные моменты астрономии . 11 : 125–126. arXiv : astro-ph/9806191 . Бибкод : 1998HiA....11..125G . дои : 10.1017/S1539299600020190 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Саймон, Джош; Геха, Марла (ноябрь 2007 г.). «Кинематика сверхтусклых спутников Млечного Пути: решение проблемы пропавшего спутника». Астрофизический журнал . 670 (1): 313–331. arXiv : 0706.0516 . Бибкод : 2007ApJ...670..313S . дои : 10.1086/521816 . S2CID 9715950 .
- ^ Копосов Сергей Евгеньевич; Белокуров Василий; Торреальба, Габриэль; Эванс, Н. Вин (10 марта 2015 г.). «Звери южной дикой природы: открытие большого количества ультраслабых спутников в окрестностях Магеллановых облаков». Астрофизический журнал . 805 (2): 130. arXiv : 1503.02079 . Бибкод : 2015ApJ...805..130K . дои : 10.1088/0004-637X/805/2/130 . S2CID 118267222 .
- ^ Jump up to: а б с Боннивар, В.; Комбе, К.; Дэниел, М.; Функ, С.; Герингер-Самет, А.; Хинтон, Дж.А.; и др. (2015). «Аннигиляция и распад темной материи в карликовых сфероидальных галактиках: классические и сверхслабые dSph» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 453 (1): 849–867. arXiv : 1504.02048 . Бибкод : 2015MNRAS.453..849B . дои : 10.1093/mnras/stv1601 .
- ^ Боно, Дж.; Стетсон, П.Б.; Уокер, Арканзас; Монелли, М.; Фабрицио, М.; Пьетринферни, А.; и др. (01.01.2010). «О звездном составе карликовой сфероидальной галактики Киля» . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 122 (892): 651. arXiv : 1004.2559 . Бибкод : 2010PASP..122..651B . дои : 10.1086/653590 . ISSN 1538-3873 . S2CID 119301603 .
- ^ ван ден Берг, Сидней (ноябрь 2007 г.). «Шаровые скопления и карликовые сфероидальные галактики» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: письма . 385 (1): Л20–Л22. arXiv : 0711.4795 . Бибкод : 2008MNRAS.385L..20V . дои : 10.1111/j.1745-3933.2008.00424.x . S2CID 15093329 .
- ^ Стригари, Луи; Кушиаппас, Саввас М.; Буллок, Джеймс С.; Каплингхат, Манодж; Саймон, Джошуа Д.; Геха, Марла ; Уиллман, Бет; и др. (2008). «В галактиках преобладает самая темная материя: предсказанные сигналы гамма-излучения от самых слабых карликов Млечного Пути». Астрофизический журнал . 678 (2): 614–620. arXiv : 0709.1510 . Бибкод : 2008ApJ...678..614S . дои : 10.1086/529488 . S2CID 11415491 .
- ^ Батталья, Джузеппина; Соллима, Антонио; Нипоти, Карло (2015). «Влияние приливов на карликовую сфероидальную галактику Форнакс» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 454 (3): 2401–2415. arXiv : 1509.02368 . Бибкод : 2015MNRAS.454.2401B . дои : 10.1093/mnras/stv2096 .
- ^ Родерик, штат Техас; Джерджен, Х.; Да Коста, GS; Макки, AD (2016). «Структурный анализ карликовой сфероидальной галактики Секстанс» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 460 (1): 30–43. arXiv : 1604.06214 . Бибкод : 2016МНРАС.460...30Р . дои : 10.1093/mnras/stw949 .
