спиральные галактики с перемычками (или пересеченные галактики)

Рисунок 10

Схема расширенной классификации Хаббла с добавлением карликов типа Sm, Im, BCD, dE, и dS0 к классической линейной последовательности Хаббла вдоль верхней границы. Между верхней последовательностью Хаббла Sa, Sb, и последовательностью Scи нижней частью графика, где показана возможная связь между Im иdE - dS0 тип 9 действительно существует войд; то есть, карликовых спиралей не существуют. Числа соответствуют вкладкам в атласе, из которого взят этот рисунок. График от Сэ́ндидж и Бинггели (1984).

Числа, приложенные к каждой классификации, относятся к групповому числу из атласа карликовых галактик, где данные галактики проиллюстрированы.

Правильная линейная последовательность Хаббла от E до Sc в вверху картинки показывает, что в категориях классификации между группами Sa, Sb, и Sc относительно маленькая разность светимости (т.е. диапазон, представленный Ван ден Бергом относительно классов светимости как на рисунках 4-6), однако, типы E и S0 имеют большую разность (т.е. E и S0s карликовые галактики).

Самая важная деталь – это то, что на рисунке 10 не показаны спиральные карликовые галактики Sa, Sb, и Sc. Функции типов из классификации Хаббла относительно светимости имеют ограничения и по яркости, и по тусклости (т.е. функциями Гаусса по яркости и тусклости полностью пренебрегают) при том, что функция светимости карликовых галактик Im, dE, и dS0 растет в геометрической прогрессии в то время, как светимость уменьшается (Сэ́ндидж, Бинггелии Тамманн 1985 b; Бинггели, Сэ́ндидж и Тамманн1988; Фергюсон и Сэ́ндидж 1988, 1990, 1991).

Между типами Im и dS0, dE на рисунке 10 показан возможный переход, представленный морфологически смешанными галактиками, открытыми в поле галактик, прототипы которых: NGC 4286 типа Im/dS0 (Сэ́ндидж и Хоффман 1991) и ESO 359-G29 Im/dE, N (Сэ́ндидж и Фомалонт 1993). Еще многое предстоит открыть относительно вероятности настоящих переходов (см. Кнезек, Сембах и Геллегер 1999), основываясь на предложенные два морфологических варианта.

СДЕЛАННЫЕ НА КУХНЕ ОБЫКНОВЕННЫЕ СПИРАЛЬНЫЕ ГАЛАКТИКИ И СПИРАЛЬНЫЕ ГАЛАКТИКИ С ПЕРЕМЫЧКОЙ

Существующая расширенная классификация Хаббла, по сути, не содержит информацию об эволюции галактик с течением времени, ну или, содержит немного о процессе формирования разными методами такими, так (Тумр 1977; Швейцер 1980, 1986, 1990) образование по восходящему сценарию формирования, который заложен в гипотезу холодной темной материи для образования структуры, или нисходящему сценарию такого, как разрушение от громкого звука (Эгген, Линден-Белл и Сэ́ндидж 1962), даже от шума «фрагментов, коллапсирующих к равновесному состоянию»Сирла и Зинн (1978) в рамках коллапса ELS, где части коллапсирующей структуры, включая фрагменты, имеют отрицательную энергию.

Тем не менее, галактики определенно точно меняют свой вид с течением времени, вряд ли они развиваются согласно последовательности Хаббла, так как сейчас установлено, что «движение» далеко от категорий классификаций. [Действительно, протогалактика на ранней стадии формирования может попадать в одну из групп классификации (т.е. перпендикулярно последовательности), но попав в нее, на вряд ли уже переместиться в другую]. Иначе говоря, Scd галактика с маленьким или несуществующим балджем и низкой скоростью вращения не превратится в галактику Sa, у которой большой балдж и высокая скорость вращения, не смотря на то, сколько используется формирующего звезды газа в системе Scd.

Однако, присутствует сомнение, что рукава со временем меняют форму и разветвления потому, что, согласно успешной теории волн плотности, любая часть спирального рукава кратковременна в сравнении с периодом вращения. Так же перемычки то появляются, то исчезают в данной галактике посредством рассеивающего и восстанавливающего процессов быстрее, чем продолжительность эпохи расширения Вселенной (см. Борно и Коумбс 2002).

Обычные спиральные галактики

В классификации нельзя увидеть процесс формирования и исчезновения рукавов. Однако, пример изменения формы рукава Sb галактики за период меньший, чем период вращения, и даже перемещение в соседний класс светимости по Ванн ден Бергу из-за изменения рукавов из правильных в хаотичные и наоборот, можно изобразить в чашке кофе, рассматривая «появление» структур (изменение, разветвление, исчезновение и появление) при помешивании.

Для проведения эксперимента налейте черный кофе в кружку и начните неторопливо помешивать ложкой. Ближе к стенке кружки скорость вращения будет нулевая, а в центре – максимальная. Следовательно, появляется поле скорости сдвига (зависимость скорости вращения), т.е. завихрения. Налейте сливок в центр вращающейся жидкости. Это является наглядным примером того, как вращаются рукава, и как многочисленны они могут быть. Из-за скорости вращения и силе хаотичного движения, направленных в противоположное направление полю частоты вращения, рукава приобретают множество постоянных (цветов), согласно классам светимости по Ван ден Бергу. Они изменяются в то время, когда сегменты образуются и исчезают за одну десятую периода вращения. Сделав полуоборот, начальные рукава замещаются новыми сегментами, которые имеют следующий класс светимости, так как с уменьшением скорости вращения поле сдвига скорости вращения имеет меньшие завихрения. Для тех, кто знаком с настоящими галактиками: в новом общем каталоге NGC числа образующихся форм появляются в соответствии с классами светимости, которые возникают в период вращения, это возможно даже впечатлит ваших друзей. Конечно, это должно бы изображать изменения настоящих рукавов настоящих галактик, когда они образуются и исчезают за период меньший периода вращения.

В результате другого эксперимента, если налить сливки не в центр, получится спиральная галактика с одним рукавом. Поздние типы Sc и Sd хаотичных галактик можно сделать, если помешивать кофе медленно, образуя слабое поле сдвига. Быстрое поле вращения порождает Sa и Sb галактики I класса светимости. Размеренное вращение порождает галактики, находящиеся дальше в последовательности Хаббла с последующими классами светимости Ван ден Берга.

Можно изобразить даже слабые классы Ван ден Берга, если доливать сливки в кофе второй и третий раз и при этом начать помешивать после того, как утихнет вращение после первого помешивания. Теперь белые сливки не так сильно выделяются на фоне кофе (яркость поверхности диска).

спиральные галактики с перемычками (или пересеченные галактики)

Пересеченные галактики с полуправильными внешними кольцами и рукавами S-типа можно так же получить на кухне во время приготовления хлеба. Возьмите неглубокий ковш (глубиной в 10 см) с дном шириной 20 см. Налейте ¾ ковша молока, на медленном огне доведите до закипания, так только на ранней стадии готовки хлеба.

В нагревающееся молоко добавьте 100г нерастопленного масла и медленно помешивайте. Масло начнет таять.

Тающее масло образует спиральную галактику типа NGC 1300 и покажет разнообразие полей скоростей вокруг кусочка масла, которые похожи на n-body смоделированные гидродинамические поля скоростей вблизи вращающейся перемычки. Это было рассчитано многими авторами, например, Прендергастом (1983) с ссылкой на другие работы до 1982г и с обновлениями к последующей обширной литературе в статьях Бута и Коумбса (1996) и Корменди и Кенникатта (2004).

Если продолжить топить масло, то больше масло уйдет в рукава рядом с перемычкой, но впоследствии благодаря вращению перемычки ранние рукава станут отчетливей в области между перемычкой и 1/3 края ковша. Они переместились во внешнюю область (край ковша), образуя практически замкнутое внешнее кольцо. Когда масло почти растает, и молоко начнет закипать, готовка хлеба может продолжаться привычным образом.

Когда хлеб приготовлен, он называется хлеб типа NGC 2217 (CAG вкладки 101, 104 и 107, HA вкладка 43).

Приятного аппетита!

ПРИЗНАНИЯ

Выражаю свою благодарность Дэвиду Блоку за его предложение прокомментировать этапы развития классификации галактик до, во время и после времен Хаббла. Пролегомен к его конференции в Южной Африке в 2004г был прологом к этой более расширенной статье. Так же хочу поблагодарить Рональда Бута за предоставление полезной литературы, включающей информацию о текущем этапе развития классификации кольцевых галактик и их идентификации как внутренних и внешних линдбладовских резонансов. Выражаю свою признательность Джону Грулу, библиотекарю Обсерватории Карнеги в Пасадене, эксперту в биологической таксономии за обсуждение тесной связи целей и методов систем классификаций в биологии и астрономии (происхождение, методы гомологии и аналогии в расположении структур, эволюция). Я так же глубоко признателен Джефри Бербиджу, редактору, который разъяснил, почему я должен был принять его предложение написать эту статью, и посоветовал прочитать ее на ранней стадии. Он проделал великую работу, как и Розелин Лоув-Веб, отредактировав конечный материал, как требовалось. Отдельное спасибо Вестфалю Скипу, который работает в фотолаборатории Научного института космического телескопа в Балтиморе, за предоставление фотографий, используемых в рисунках 1, 2 и 3. Они были сделаны путем оцифровки негативов фотографий, используемых для атласа галактик Карнеги. Из-за особых обстоятельств они находятся в архивах Научного института космического телескопа. Вестфаль сыграл главную роль в производстве фотографий для атласа.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: