Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой"
Форма кривых вращения дисковых галактик, полученная по доплеровским измерениям, сама по себе не дает информации о наличии темного, небарионного вещества в галактиках. Однако анализ дисперсии скоростей старого звездного диска в сочетании с фотометрическими оценками позволяет оценить массу галактическ...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Кинематика и физика небесных тел |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Головна астрономічна обсерваторія НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73248 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" / А.В. Засов // Кинематика и физика небесных тел. — 2010. — Т. 26, № 4. — С. 7-20. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860235798557753344 |
|---|---|
| author | Засов, А.В. |
| author_facet | Засов, А.В. |
| citation_txt | Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" / А.В. Засов // Кинематика и физика небесных тел. — 2010. — Т. 26, № 4. — С. 7-20. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Кинематика и физика небесных тел |
| description | Форма кривых вращения дисковых галактик, полученная по доплеровским измерениям, сама по себе не дает информации о наличии темного, небарионного вещества в галактиках. Однако анализ дисперсии скоростей старого звездного диска в сочетании с фотометрическими оценками позволяет оценить массу галактических дисков по отношению к массе гало и сделать вывод как о наличии большой несветящейся массы, так и об особенностях динамической эволюции звездных дисков.
Форма кривих обертання дискових галактик, отримана за допплерівськими вимірюваннями, сама по собі не дає інформації про наявність темної, неба -рі он ної речовини у галактиках. Проте аналіз дисперсії швидкостей старого зоряного диска у поєднанні з фотометри чними оцінками дозволяє оцінити масу галактичних дисків відносно маси гало і зробити висновок як про наявність великої не світної маси, так і про особливості динамічної еволюції зоряних дисків.
Rotation curve shapes for discy galaxies which are obtained from the Doppler measurements give no information on the presence of dark non-baryonic matter in these objects. However, the velocity dispersion of old disc stars together with the photometric data enables one to estimate disc-to-halo mass ratios, which suggests a great deal of non-luminous mass in galaxies and provides a possibility to study the dynamical evolution of stellar discs.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:24:11Z |
| format | Article |
| fulltext |
ÓÄÊ 552
À. Â. Çàñîâ
Ìîñêîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò èì. Ì. Â. Ëîìîíîñîâà,
Ãîñóäàðñòâåííûé àñòðîíîìè÷åñêèé èíñòèòóò èì. Ï. Ê. Øòåðíáåðãà
11992 Ðîññèÿ, Ìîñêâà, Óíèâåðñèòåòñêèé ïð. 13
e-mail zasov@sai.msu.ru
Îöåíêà ìàññ «òåìíîé» ìàòåðèè â ãàëàêòèêàõ
ïî èçìåðåíèÿì ñêîðîñòåé «ñâåòëîé»
Ôîðìà êðèâûõ âðàùåíèÿ äèñêîâûõ ãàëàêòèê, ïîëó÷åííàÿ ïî äîï ëå ðîâ -
ñêèì èçìåðåíèÿì, ñàìà ïî ñåáå íå äàåò èíôîðìàöèè î íàëè÷èè òåì -
íîãî, íåáàðèîííîãî âåùåñòâà â ãàëàêòèêàõ. Îäíàêî àíà ëèç äèñïåðñèè
ñêîðîñòåé ñòàðîãî çâåçäíîãî äèñêà â ñî÷åòàíèè ñ ôîòî ìåò ðè÷åñ êè -
ìè îöåíêàìè ïîçâîëÿåò îöåíèòü ìàññó ãàëàêòè ÷åñ êèõ äèñ êîâ ïî îò -
íî øå íèþ ê ìàññå ãàëî è ñäåëàòü âûâîä êàê î íàëè÷èè áîëüøîé
íå ñâå òÿùåéñÿ ìàññû, òàê è îá îñîáåííîñòÿõ äèíàìè÷åñêîé ýâîëþöèè
çâåçäíûõ äèñêîâ.
ÎÖ²ÍÊÀ ÌÀÑ «ÒÅÌÍί» ÌÀÒÅв¯  ÃÀËÀÊÒÈÊÀÕ ÇÀ ÂÈ̲ÐÞ -
ÂÀÍÍßÌÈ ØÂÈÄÊÎÑÒÅÉ «Ñ²ÒËί», Çàñîâ À. Â. — Ôîðìà êðèâèõ
îáåðòàííÿ äèñêîâèõ ãàëàêòèê, îòðèìàíà çà äîïïëåð³âñüêèìè âèì³ðþ -
âàí íÿìè, ñàìà ïî ñîá³ íå äຠ³íôîðìàö³¿ ïðî íàÿâí³ñòü òåìíî¿, íåáà -
ð³ îí íî¿ ðå÷îâèíè ó ãàëàêòèêàõ. Ïðîòå àíàë³ç äèñïåðñ³¿ øâèä êîñòåé
ñòàðîãî çîðÿíîãî äèñêà ó ïîºäíàíí³ ç ôîòîìåòðè ÷íèìè îö³íêàìè äî -
çâîëÿº îö³íèòè ìàñó ãàëàêòè÷íèõ äèñê³â â³äíîñíî ìàñè ãàëî ³ çðîáèòè
âèñíîâîê ÿê ïðî íàÿâí³ñòü âåëèêî¿ íå ñâ³òíî¿ ìàñè, òàê ³ ïðî îñîáëè -
âîñò³ äèíàì³÷íî¿ åâîëþö³¿ çîðÿíèõ äèñê³â.
AN ESTIMATION OF “DARK” MASS IN GALAXIES FROM MEASU RE -
MENTS OF “LIGHT” MASS, by Zasov A. V. — Ro ta tion curve shapes for
discy gal ax ies which are ob tained from the Dopp ler mea sure ments give no
in for ma tion on the pres ence of dark non-baryonic mat ter in these ob jects.
How ever, the ve loc ity dis per sion of old disc stars to gether with the pho to -
met ric data en ables one to es ti mate disc-to-halo mass ra tios, which sug -
gests a great deal of non-lu mi nous mass in gal ax ies and pro vides a
pos si bil ity to study the dy nam i cal evolution of stellar discs.
7
ISSN 0233-7665. Êèíåìàòèêà è ôèçèêà íåáåñ. òåë. 2010. Ò. 26, ¹ 4
© À. Â. ÇÀÑÎÂ, 2010
8
À. Â. ÇÀÑÎÂ
Ââåäåíèå. Èñòîðèÿ îòêðûòèÿ è èññëåäîâàíèÿ òåìíîé ìàòåðèè â ãàëàê -
òèêàõ è ñêîïëåíèÿõ ãàëàêòèê, íàñ÷èòûâàþùàÿ óæå íåñêîëüêî äåñÿòè -
ëåòèé, õîðîøî îïèñàíà â öåëîì ðÿäå ïóáëèêàöèé, è íå ÿâëÿåòñÿ òåìîé
íàñòîÿùåé ñòàòüè, êàê è ïðîáëåìà ïðèðîäû òåìíîé ìàññû. Çäåñü ðå÷ü
ïîéäåò ïðåæäå âñåãî î ïîïûòêàõ èçìåðåíèÿ ìàññû ñâåòëîãî è òåìíîãî
âåùåñòâà âíóòðè äèñêîâûõ ãàëàêòèê íà îñíîâå àíàëèçà ñïåêòðîâ ãàçà è
çâåçäíîãî íàñåëåíèÿ. Ïîä ñëîâàìè «âíóòðè ãàëàêòèê» áóäåì ïîäðàçó -
ìåâàòü «âíóòðè èõ íàáëþäàåìûõ ãðàíèö», ò. å. òàì, ãäå åùå çàìåòíî
èç ëó ÷åíèå çâåçä èëè ãàçà, îñòàâëÿÿ â ñòîðîíå íåðåøåííûé âîïðîñ î
ôèçè÷åñêîé ïðîòÿæåííîñòè ãàëàêòèê êàê ãðàâèòàöèîííî ñâÿçàííûõ
ñèñòåì.
Íàó÷íûé áóì, ïîðîäèâøèé öåëóþ ëàâèíó ðàáîò ïî ñêðûòîé ìàññå
âíóòðè ãàëàêòèê, íà÷àëñÿ ñ ïîÿâëåíèåì íàáëþäàòåëüíûõ äàííûõ î
ñêîðîñòÿõ âðàùåíèÿ V ãàëàêòè÷åñêèõ äèñêîâ íà äîñòàòî÷íî áîëüøîì
ðàññòîÿíèè R îò öåíòðà, òî åñòü ñ ïîëó÷åíèåì äîñòàòî÷íî äëèííûõ
êðèâûõ âðàùåíèÿ V(R). Âñå êðèâûå âðàùåíèÿ ñòðîÿòñÿ ïî èçìåðåíèÿì
ýôôåêòà Äîïëåðà ïóòåì àíàëèçà ñïåêòðà îòäåëüíûõ îáëàñòåé ãàëàêòèê
â îïòè÷åñêîì èëè ðàäèîäèàïàçîíàõ (â ïîñëåäíåì ñëó÷àå, êàê ïðàâèëî,
ïî ëèíèè âîäîðîäà H I). Âîïðåêè îæèäàíèÿì îêàçàëîñü, ÷òî êðèâûå
âðàùåíèÿ, êàê ïðàâèëî, íå ïàäàþò íà áîëüøèõ ðàññòîÿíèÿõ îò öåíòðà
ãàëàêòèê, à âûõîäÿò íà ïî÷òè ïëîñêèé ó÷àñòîê — íà ïëàòî, èëè äàæå
ïðîäîëæàþò ðàñòè ñ ðàññòîÿíèåì (ðèñ. 1).
Ðàñïðîñòðàíåíî çàáëóæäåíèå, ÷òî óâåëè÷åíèå ñêîðîñòè âðàùåíèÿ
âäîëü ðàäèóñà èëè âûõîä êðèâîé âðàùåíèÿ íà ïëàòî ÿâëÿåòñÿ åñëè íå
äîêàçàòåëüñòâîì, òî ïî êðàéíåé ìåðå ðåøàþùèì àðãóìåíòîì â ïîëüçó
ñóùåñòâîâàíèÿ â ãàëàêòèêàõ òåìíîãî ãàëî ñ ìàññîé, ñîïîñòàâèìîé èëè
ïðåâîñõîäÿùåé ìàññó âèäèìîãî âåùåñòâà. Íà ñàìîì äåëå ýòî íå òàê, è
ôîðìà êðèâîé âðàùåíèÿ, êàêàÿ áû îíà íè áûëà, ñàìà ïî ñåáå åù¸ íå
ãîâîðèò î «ñêðûòîé» ìàññå. Âî-ïåðâûõ, ïðè îïðåäåëåíèÿõ ìàññû ïî
êðèâîé âðàùåíèÿ îáû÷íî äåëàåòñÿ ðÿä ïðåäïîëîæåíèé, âûïîëíÿ þ -
ùèõñÿ ëèøü ïðèáëèçèòåëüíî, à èíîãäà ïðîñòî íå âûïîëíÿþ ùèõ -
ñÿ.Òàê, îáû÷íî ïðèíèìàåòñÿ, ÷òî äèñê ãàëàêòèêè òîíêèé, ðàñïðåäåëå -
íèå ìàññ â ãàëàêòèêå îñåñèììåòðè÷íî, à èçìåðåííàÿ ñêîðîñòü âðàùå -
íèÿ íà ëþáîì ðàññòîÿíèè ìàëî îòëè÷àåòñÿ îò êðóãîâîé ñêîðîñòè,
ñïðî åêòèðîâàííîé íà ëó÷ çðåíèÿ. Ïîýòîìó âûâîä î òåìíîé ìàòåðèè,
çàïîëíÿþùåé ãàëàêòèêó, äàëåêî íå âî âñåõ ñëó÷àÿõ î÷åâèäåí. Âî-âòî -
ðûõ, ëþáàÿ ôîðìà êðèâîé âðàùåíèÿ — ðàñòóùàÿ èëè ïàäàþùàÿ, è
äàæå ñïàäàþùàÿ êðó÷å êåïëåðîâñêîãî çàêîíà V R R( ) ~ /-1 2 (÷òî òåîðå -
òè ÷åñêè âîçìîæíî, õîòÿ íàáëþäàåòñÿ î÷åíü ðåäêî), íà ñàìîì äåëå
íè÷åãî íå ãîâîðèò î íàëè÷èè èëè îòñóòñòâèè òåìíîãî ãàëî, è ìîæåò
áûòü îáúÿñíåíà îäíèì òîëüêî äèñêîì, ôîðìà êðèâîé âðàùåíèÿ êîòî -
ðîãî îòðàæàåò ëèøü îñîáåííîñòü ðàñïðåäåëåíèÿ ìàññû â íåì. ×åì
âåùåñòâî, ñîñòàâëÿþùåå äèñê (ò. å. çâåçäû è ãàç), ñëàáåå êîíöåíòðè -
ðóåòñÿ ê öåíòðó, òåì äî áîëüøèõ ðàññòîÿíèé îò öåíòðà áóäåò íàáëþ -
äàòüñÿ óâåëè÷åíèå ñêîðîñòè âðàùåíèÿ. Ñêîðîñòü âðàùåíèÿ ðàâíîâåñ -
íîãî îäíîðîäíîãî äèñêà â ñîçäàâàåìîì èì æå ñàìèì ãðàâèòàöèîííîì
ïîëå ëèíåéíî óâåëè÷èâàåòñÿ ñ R. Êîíå÷íî, äèñêè ðåàëü íûõ ãàëàêòèê
çàâåäîìî íå îäíîðîäíû, èõ ïëîòíîñòü óìåíüøàåòñÿ ñ óäàëåíèåì îò
öåíòðà. Íî è â ýòîì ñëó÷àå ñ îáúÿñíåíèåì ïëàòî íà êðèâîé âðàùåíèÿ
òîæå íåò îñîáîé ïðîáëåìû. Êëàññè÷åñêèé ïðèìåð – òàê íàçûâàåìûé
äèñê Ìåñòåëÿ. Ýòî òîíêèé îñåñèììåòðè÷íûé äèñê, ïîâåðõíîñòíàÿ
ïëîòíîñòü S( )R êîòîðîãî óìåíüøàåòñÿ îò öåíòðà ê ïåðèôåðèè êàê K/R,
ãäå K — êîíñòàíòà. Òåîðåòè÷åñêè ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî êðóãîâàÿ ñêî -
ðîñòü, êîòîðàÿ â îáùåì ñëó÷àå îïðåäåëÿåòñÿ ðàäèàëü íûì ãðàäèåíòîì
ãðàâèòàöèîííîãî ïîòåíöèàëà
V R R R R2 ( ) ( ) /= ׶ ¶F ,
â ñëó÷àå äèñêà Ìåñòåëÿ çàâèñèò òîëüêî îò çíà÷åíèÿ K, ò. å. íå èç -
ìåíÿåòñÿ ñ ðàññòîÿíèåì. Êðèâàÿ âðàùåíèÿ ãàëàêòèêè, ïðåäñòàâëÿþ -
ùåé ñîáîé äèñê Ìåñòåëÿ, áóäåò îïèñûâàòüñÿ ãîðèçîíòàëüíîé ëèíèåé
— îò íóëÿ äî áåñêîíå÷íîñòè — áåçî âñÿêîãî òåìíîãî ãàëî! Ìàññà òà -
êîãî äèñêà â ïðåäåëàõ ëþáîãî çàäàííîãî ðàäèóñà R áóäåò îïðåäåëÿòü -
ñÿ âûðàæåíèåì M(R) = V R G2 / , ò. å. òàê æå, êàê è â ñëó÷àå ñôåðè÷åñ -
êè-ñèììåòðè÷íîãî ðàñïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè. Èíûìè ñëîâàìè, ïî êðè -
âîé âðàùåíèÿ äèñê Ìåñòåëÿ íåëüçÿ îòëè÷èòü îò ñôåðè÷åñêè-ñèììåò -
ðè÷íîé ãàëàêòèêè.
×òî æå â òàêîì ñëó÷àå äåéñòâèòåëüíî ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê
ïðÿìîå óêàçàíèå íà íåâèäèìóþ ìàññó â äèñêîâûõ ãàëàêòèêàõ, è â
÷àñòíîñòè, íà ìàññèâíîå òåìíîå ãàëî?  ïåðâóþ î÷åðåäü ýòî ðàñõîæ -
äåíèå ìåæäó èçìåðåííîé êðèâîé âðàùåíèÿ ãàëàêòè÷åñêîãî äèñêà è
9
ÎÖÅÍÊÀ ÌÀÑÑ «ÒÅÌÍÎÉ» ÌÀÒÅÐÈÈ
Ðèñ. 1. Êðèâûå âðàùåíèÿ ñïèðàëüíûõ ãàëàêòèê [11]
îæè äàåìîé â ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî ãàëàêòèêà ñîñòîèò òîëüêî èç
«ñâåòëîãî âåùåñòâà», ò. å. èç íåïîñðåäñòâåííî íàáëþäàåìûõ êîìïî -
íåí òîâ. Ê íèì îòíîñèòñÿ çâåçäíîå íàñåëåíèå äèñêà è áàëäæà ïëþñ
ìåæ çâåçäíàÿ ãàçîïûëåâàÿ ñðåäà, ïðè÷åì âêëàä ïîñëåäíåé, êàê ïðàâè -
ëî, ìàë ïî ñðàâíåíèþ ñî çâåçäíûìè. Íàëè÷èå òàêîãî ðàñõîæäåíèÿ âû -
ÿâëÿåòñÿ ïðè ñîïîñòàâëåíèè êðèâîé, âû÷èñëåííîé ïî ðàñïðåäåëåíèþ
ÿðêîñòè (ïëîòíîñòè) çâåçäíûõ è ãàçîâûõ êîìïîíåíòîâ, ñ íàáëþäàåìîé
êðèâîé âðàùåíèÿ V(R) .
Çàìåòèì, ÷òî ïðåäëàãàþòñÿ è ðàäèêàëüíûå òåîðèè äëÿ îáúÿñíåíèÿ
ïëîñêèõ êðèâûõ âðàùåíèÿ áåç ïðèâëå÷åíèÿ äîïîëíèòåëüíîé ìàññû.
Òàê, ðàññìàòðèâàþòñÿ, õîòÿ è áåç îñîáîãî óñïåõà, ïðåäïîëîæåíèÿ î
íåãðàâèòàöèîííîé ñèëå, íàïðèìåð ìàãíèòíîé, äåéñòâóþùåé íà äèô -
ôåðåíöèàëüíî âðàùàþùèéñÿ ãàçîâûé ñëîé, èëè ïðåäïîëàãàåòñÿ íå -
íüþ òî íîâñêèé õàðàêòåð äâèæåíèÿ òåë â îáëàñòè ìàëûõ óñêîðåíèé
(òåî ðèÿ MOND). Òàêèå ïîäõîäû, áåçóñëîâíî, èìåþò ïðàâî íà æèçíü è
äîëæíû ïðîâåðÿòüñÿ, íî îíè âñòðå÷àþòñÿ ñ áîëüøèìè ñëîæíîñòÿìè
ïðè ïîïûòêå ïðèäàòü èì óíèâåðñàëüíûé õàðàêòåð. Ñòðåìëåíèå îáîéòè
âûâîä î íàëè÷èè òåìíîé ìàòåðèè â ãàëàêòèêàõ ïîä÷àñ ïîõîæà íà
ïîïûòêó îáúÿñíèòü çàãàäêó ñ ïîìîùüþ ÷óäà.
ÊÐÈÂÀß ÂÐÀÙÅÍÈß È «ÒÅÌÍÀß» ÌÀÑÑÀ
 àáñîëþòíîì áîëüøèíñòâå ñïèðàëüíûõ ãàëàêòèê îñíîâíàÿ ìàññà
âèäèìîãî âåùåñòâà ïðèõîäèòñÿ íà çâåçäíûé äèñê. Íî ðàäèàëüíûå
ïðîôèëè ÿðêîñòåé äèñêîâ ïàäàþò ñ ðàññòîÿíèåì îò öåíòðà ãàëàêòèêè
êðó÷å, ÷åì ó äèñêà Ìåñòåëÿ. ×àùå âñåãî íà áîëüøîì èíòåðâàëå R
ïðîôèëü ÿðêîñòè îïèñûâàåòñÿ ýêñïîíåíöèàëüíûì çàêîíîì
I R I R R( ) exp( / )= -0 0 ,
ãäå I 0 — ïîâåðõíîñòíàÿ ÿðêîñòü äèñêà, ýêñòðàïîëèðîâàííàÿ íà öåíòð,
à R0 — ðàäèàëüíàÿ øêàëà äèñêà. Òåîðåòè÷åñêè ìîæíî ïîêàçàòü, ÷òî
êðèâàÿ âðàùåíèÿ òàêîãî ýêñïîíåíöèàëüíîãî äèñêà äîëæíà ïðîõîäèòü
÷åðåç ìàêñèìóì íà R = 2.15R0 , è ïëàâíî ñíèæàòüñÿ íà áîëüøèõ R, ÷òî
ïî÷òè íèêîãäà íå íàáëþäàåòñÿ ó ãàëàêòèê, è çàâåäîìî íå ñîâìåñòèìî ñ
ïîñòîÿííîé èëè ïî÷òè ïîñòîÿííîé ñêîðîñòüþ âðàùåíèÿ èõ âíåøíèõ
îáëàñòåé. Ýòî è äàåò îñíîâàíèå ïðåäïîëîæèòü íàëè÷èå òåìíîé ìàññû.
Íà ðèñ. 2 ïîêàçàíà ïðîòÿæåííàÿ êðèâàÿ âðàùåíèÿ ñïèðàëüíîé ãàëàê -
òèêè M 33, ïîëó÷åííàÿ ïî íàáëþäåíèÿì íåéòðàëüíîãî âîäîðîä, è îæè -
äàåìàÿ êðèâàÿ ïðè îòñóòñòâèè íåâèäèìîé ìàññû. Îò ãàëàêòèêè ê ãà -
ëàê òèêå ñèòóàöèÿ ìîæåò ñèëüíî èçìåíÿòüñÿ, ïðè÷åì â íåêîòîðûõ
ñëó÷àÿõ ìàññà ãàëî îêàçûâàåòñÿ ñîâñåì íåáîëüøîé ïî ñðàâíåíèþ ñ
ìàññîé çâåçäíîãî äèñêà. Õîðîøèì ïðèìåðîì ÿâëÿåòñÿ ñïèðàëüíàÿ
ãàëàêòèêà NGC 157, ñêîðîñòü âðàùåíèÿ êîòîðîé áûñòðî óìåíüøàåòñÿ
çà ïðåäåëàìè îïòè÷åñêèõ ãðàíèö [10].
Îäíàêî îöåíèòü êîëè÷åñòâåííî ìàññó íåñâåòÿùåãîñÿ âåùåñòâà
âíóòðè äèñêîâûõ ãàëàêòèê ïî êèíåìàòèêå ãàçà èëè çâåçä îêàçàëîñü
10
À. Â. ÇÀÑÎÂ
çàäà÷åé íå ïðîñòî ñëîæíîé, íî è ïîä÷àñ íåâûïîëíèìîé áåç äîïîëíè -
òåëüíûõ ïðåäïîëîæåíèé. Äëÿ îïðåäåëåííîñòè, ÷òîáû çàäà÷à âñå æå
èìåëà ðåøåíèå, ïðèõîäèòñÿ îãðàíè÷èòü ðàññìàòðèâàåìóþ îáëàñòü
íåêèì çàðàíåå îãîâîðåííûì çíà÷åíèåì ðàçìåðà.  êà÷åñòâå òàêîãî
ðàçìåðà ìîæåò áûòü âçÿò ðàäèóñ, èçìåðåííûé â åäèíèöàõ ðàäèàëüíîé
øêàëû ÿðêîñòè R0 , ïîñêîëüêó îí íå çàâèñèò îò ñðåäíåé ïîâåðõíîñòíîé
ÿðêîñòè ãàëàêòèêè. Íèæå óñëîâíî áóäåì ïðèíèìàòü çà îïòè÷åñêóþ
ãðàíèöó äèñêà ïðåäåëüíûé ðàäèóñ R = 4R0 . Äëÿ íîðìàëüíûõ ãàëàêòèê
ýòîò ïðåäåë â ñðåäíåì äîâîëüíî áëèçîê ê R25 — ðàäèóñó, êîòîðûé
ñîîòâåòñòâóåò èçîôîòå 25m/�². Äëÿ îöåíêè ïîëíîé ìàññû ãàëàêòèêè â
ïðåäåëàõ âûáðàííûõ ãðàíèö â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè äîñòàòî÷íî çíàòü
ñêîðîñòü êðóãîâîãî âðàùåíèÿ íà äàííîì ðàññòîÿíèè îò öåíòðà. Ñëîæ -
íåå îïðåäåëèòü, êàê ðàñïðåäåëåíà ìàññà ìåæäó îòäåëüíûìè êîìïî -
íåí òàìè ãàëàêòèêè, è ïðåæäå âñåãî ìåæäó äèñêîì è ãàëî.
Çàäà÷à îïðåäåëåíèÿ âêëàäà ðàçëè÷íûõ êîìïîíåíòîâ ãàëàêòèêè â
îáùóþ êðèâóþ âðàùåíèÿ ïî àíàëèçó ðàñïðåäåëåíèÿ èõ ñóììàðíîãî
ãðàâèòàöèîííîãî ïîòåíöèàëà îòíîñèòñÿ ê ÷èñëó íåêîððåêòíûõ çàäà÷.
Êðóãîâàÿ ñêîðîñòü îïðåäåëÿåòñÿ ÷åðåç ïðîèçâîäíóþ ãðàâèòàöèîííîãî
ïîòåíöèàëà ïî ðàäèóñó. Ïîòåíöèàëû îòäåëüíûõ êîìïîíåíòîâ ñóììè -
ðóþòñÿ àääèòèâíî, ïîýòîìó åñëè F n R( ) — ðàñïðåäåëåíèå ïîòåíöèàëà
n-ãî êîìïîíåíòà, òî ñóììàðíûé ïîòåíöèàë ðàâåí
F( )R = F n
n
Rå ( ), èëè [ ]¶ ¶ = ¶ ¶åF F( ) / ( ) /R R R Rn
n
.
Ñëåäîâàòåëüíî,
V R V Rn
n
( ) ( )
/
=
æ
è
ç
ö
ø
֌ 2
1 2
. (1)
11
ÎÖÅÍÊÀ ÌÀÑÑ «ÒÅÌÍÎÉ» ÌÀÒÅÐÈÈ
Ðèñ. 2. Ñðàâíåíèå íàáëþäàåìîé êðèâîé âðàùåíèÿ äëÿ M 33 è êðèâîé, îæèäàåìîé ïðè íàëè÷èè
òîëüêî çâåçäíîãî êîìïîíåíòà
Èíûìè ñëîâàìè, ñóììèðóþòñÿ êâàäðàòû êðóãîâûõ ñêîðîñòåé,
îáó ñëîâëåííûõ îòäåëüíûìè êîìïîíåíòàìè, ïðè ýòîì íàáëþäàåìàÿ
ñêîðîñòü âðàùåíèÿ ìîæåò áûòü ïðåäñòàâëåíà èõ ñàìûìè ðàçëè÷íûìè
êîìáèíàöèÿìè. Ïîýòîìó áåç äîïîëíèòåëüíîé èíôîðìàöèè î ìàññàõ
êîìïîíåíòîâ èëè ðàñïðåäåëåíèè âåùåñòâà â íèõ çàäà÷à íå ðåøàåòñÿ.
Çäåñü íà ïîìîùü ïðèõîäèò òî îáñòîÿòåëüñòâî, ÷òî âêëàä ðàçëè÷íûõ
êîìïîíåíòîâ â îáùåå ãðàâèòàöèîííîå ïîëå íà ðàçíûõ ðàññòîÿíèÿõ îò
öåíòðà ãàëàêòèêè íå îäèíàêîâ. Òàê, áàëäæ (åñëè îí åñòü â ãàëàêòèêå
âîîáùå) äîìèíèðóåò âî âíóòðåííåé îáëàñòè ãàëàêòèêè, äèñê ¾ íà
ðàññòîÿíèè (2—3)R0 îò öåíòðà, à ãàëî ¾ âî âíåøíåé îáëàñòè. Àíà -
ëèçèðóÿ ôîðìó êðèâûõ âðàùåíèÿ â ãàëàêòèêàõ, ãäå ãàëî äîìèíèðóåò,
ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî îíà ëó÷øå âñåãî îïèñûâàåòñÿ ïñåâäîèçîòåð ìè -
÷åñêîé ìîäåëüþ ðàñïðåäåëåíèÿ ïëîòíîñòè, â êîòîðîé ðàäèàëüíûé
ïðîôèëü ïëîòíîñòè ãàëî íà áîëüøèõ R àñèìïòîòè÷åñêè ïðèáëèæàåòñÿ
ê çàêîíó r( )R ~ R-2 (îí î÷åíü óäîáåí äëÿ âû÷èñëåíèé, õîòÿ âðÿä ëè
ñïðàâåäëèâ äëÿ âñåõ R). Ýòî ïîçâîëÿåò ïðè äîñòàòî÷íî äëèííîé êðè -
âîé âðàùåíèÿ âûäåëèòü ñîñòàâëÿþùóþ, ïðåäïîëîæèòåëüíî ñâÿçàí -
íóþ ñ ãàëî. ×òî êàñàåòñÿ äðóãèõ êîìïîíåíòîâ, òî íà ïðàêòèêå ïðè ðàñ -
÷åòå èõ âêëàäà â îáùèé ïîòåíöèàë ãàëàêòèêè äåëàåòñÿ ïðåäïîëî æå -
íèå, ÷òî â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè èõ ïëîòíîñòü ðàñïðåäåëåíà â ñîîòâåò -
ñòâèè ñ íàáëþäàåìûì ðàñïðåäåëåíèåì ÿðêîñòè.
Íî äàæå ïðè òàêîì ïîäõîäå ìû âñå ðàâíî íå ïîëó÷èì åäèíñò âåí -
íîãî ðåøåíèÿ çàäà÷è ïî äåêîìïîçèöèè íàáëþäàåìîé êðèâîé âðàùå -
íèÿ íà ñîñòàâëÿþùèå.  êà÷åñòâå ïðèìåðà íà ðèñ. 3 ïðèâåäåíà êðè âàÿ
âðàùåíèÿ ñïèðàëüíîé ãàëàêòèêè NGC 6503 è åå âîçìîæíûå ïðåä -
ñòàâëåíèÿ. Âñå òðè âàðèàíòà ðåøåíèÿ õîðîøî îïèñû âàþò íàáëþäà -
åìóþ êðèâóþ âðàùåíèÿ, íî ïðèâîäÿò ê ñèëüíî ðàçëè ÷àþ ùèìñÿ
îöåíêàì ìàññû äèñêà è ãàëî, íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî îäèí èç ïàðàìåòðîâ
ìîäåëè — ðàäèàëüíàÿ øêàëà äèñêà R0 — çäåñü ñ÷èòàåòñÿ èçâåñòíûì.
ÄÂÀ ÑÏÎÑÎÁÀ ÓÒÎ×ÍÅÍÈß ÌÀÑÑÛ ÄÈÑÊÀ
Èòàê, ÷òîáû ïîíÿòü, òðåáóåòñÿ ëè íàëè÷èå òåìíîé ìàññû äëÿ îáúÿñíå -
íèÿ êèíåìàòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ãàëàêòèêè, íåîáõîäèìî íàéòè
ìåòîä íåçàâèñèìîé îöåíêè ìàññû äèñêà, à çàòåì ñðàâíèòü ïîëó÷åííîå
çíà÷åíèå ñ èíòåãðàëüíîé äèíàìè÷åñêîé ìàññîé ãàëàêòèêè è îöåíèòü
òàêèì îáðàçîì êîëè÷åñòâî íåäîñòàþùåé — òåìíîé — ìàññû. Òàêèõ
ìåòîäîâ èçâåñòíî íåñêîëüêî, íî êàæäûé èç íèõ áàçèðóåòñÿ íà ñâîèõ
ïðåäïîëîæåíèÿõ, è ïîýòîìó íå ïðåòåíäóåò íà ñòðîãîñòü è îñòàâëÿåò
ëàçåéêó äëÿ ñîìíåíèÿ. Çäåñü ìû îñòàíîâèìñÿ íà äâóõ íàèáîëåå óíè -
âåðñàëüíûõ ïîäõîäàõ, êîòîðûå ìîãóò áûòü ïðèìåíåíû ê áîëüøîìó
÷èñëó îáúåêòîâ.
Ìåòîä 1 (ôîòîìåòðè÷åñêèé). Ìåòîä áàçèðóåòñÿ íà èçìåðåíèè
ìàññû ñîâîêóïíîñòè çâåçä ãàëàêòèêè. Çäåñü îñíîâíàÿ ïðîáëåìà — â
îöåíêå êîýôôèöèåíòà ïðîïîðöèîíàëüíîñòè M * /L ìåæäó ìàññîé è
12
À. Â. ÇÀÑÎÂ
ñâåòèìîñòüþ: åãî âåëè÷èíà çàâèñèò îò âêëàäà çâåçä ðàçëè÷íîé ìàññû è
ðàçëè÷íîãî âîçðàñòà â èçëó÷åíèå ãàëàêòèêè. Ñ âîçðàñòàíèåì îòíîñè -
òåëüíîãî ÷èñëà ìîëîäûõ çâåçä ïàäàåò îòíîøåíèå M * /L. Íî îäíîâðå -
ìåííî óìåíüøàþòñÿ è ïîêàçàòåëè öâåòà çâåçäíîé ñèñòåìû, ïîýòîìó
äîëæíî èìåòü ìåñòî îïðåäåëåííîå ñîîòíîøåíèå ìåæäó ýòèìè ïàðà -
ìåò ðàìè. Èç òåîðèè çâåçäíîé ýâîëþöèè èçâåñòíî, êàê èçìåíÿåòñÿ â
òå÷åíèå æèçíè ñâåòèìîñòü è öâåò çâåçä â çàâèñèìîñòè îò èõ ìàññû è
õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà, ïîýòîìó ìîäåëè ýâîëþöèè çâåçäíîãî íàñåëåíèÿ
ïîçâîëÿþò òåîðåòè÷åñêè îöåíèòü M * /L êàê ôóíêöèþ ïîêàçàòåëåé
öâåòà. Ïðèìå÷àòåëüíî, ÷òî ñîîòíîøåíèå ìåæäó ýòèìè ïàðàìåòðàìè
î÷åíü ñëàáî çàâèñèò îò èñòîðèè çâåçäîîáðàçîâàíèÿ â ãàëàêòèêå [5].
Îñíîâíûì íåäîñòàòêîì ôîòîìåòðè÷åñêîãî ìåòîäà ÿâëÿåòñÿ çàâè -
ñèìîñòü ðåçóëüòàòà îò ïðèíÿòîé ìîäåëè ýâîëþöèè çâåçäíîãî íàñåëå -
íèÿ, è îñîáåííî ñèëüíàÿ çàâèñèìîñòü — îò òîãî, êàêèì çàäàåòñÿ ðàñ -
ïðåäåëåíèå ðîæäàþùèõñÿ çâåçä ïî ìàññàì, ò. å. îò ïðèíèìàåìîé
íà÷àëüíîé ôóíêöèè ìàññ (ÍÔÌ). Îáû÷íî ÍÔÌ ñ÷èòàåòñÿ îäèíàêîâîé
äëÿ ðàçíûõ ãàëàêòèê, ÷òî, êîíå÷íî, ÿâëÿåòñÿ óïðîùåíèåì. Îïðåäåëåí -
íî èçâåñòíû ãàëàêòèêè, ïîêàçàòåëè öâåòà êîòîðûõ ÿâíî íå âïèñû âà þò -
ñÿ â ñòàíäàðòíûå ñõåìû ýâîëþöèè çâåçäíîãî íàñåëåíèÿ è íå ñîãëàñó -
þòñÿ ñ îæèäàåìûì ñîîòíîøåíèåì «öâåò — M * /L» [3].
Ìåòîä 2 (äèíàìè÷åñêèé). Ìåòîä îcíîâàí íà îöåíêå âåðõíåãî ïðå -
äåëà ëîêàëüíûõ çíà÷åíèé ïîâåðõíîñòíîé ïëîòíîñòè äèñêà, êîòîðûé
âûòåêàåò èç óñëîâèÿ åãî ãðàâèòàöèîííîé óñòîé÷èâîñòè. Ê ðåàëüíûì
ãàëàêòèêàì ïðè íåêîòîðûõ óïðîùàþùèõ ïðåäïîëîæåíèÿõ îí âïåðâûå
áûë ïðèìåíåí Áîòòåìà [6]. Âðàùàþùèéñÿ çâåçäíûé äèñê, êàê è äèñê
ëþáîé ïðèðîäû, ñîñòîÿùèé èç ÷àñòèö, ìåæäó êîòîðûìè äåéñòâóåò
òîëüêî ñèëà òÿãîòåíèÿ, äîëæåí õàðàêòåðèçîâàòüñÿ îïðåäåëåííîé äèñ -
ïåðñèåé ðàäèàëüíûõ ñêîðîñòåé çâåçä, ÷òîáû äèñê ìîã íàõîäèòüñÿ â
ðàâ íîâåñíîì ãðàâèòàöèîííî óñòîé÷èâîì ñîñòîÿíèè.
Çâåçäíûé äèñê — ýòî áåññòîëêíîâèòåëüíàÿ ñèñòåìà, ïîñêîëüêó
ñëó÷àéíûìè ñáëèæåíèÿìè çâåçä ìîæíî ïðåíåáðå÷ü èç-çà êðàéíå ìà -
13
ÎÖÅÍÊÀ ÌÀÑÑ «ÒÅÌÍÎÉ» ÌÀÒÅÐÈÈ
Ðèñ. 3. Ïðèìåð íåîäíîçíà÷íîñòè äåêîìïîçèöèè íàáëþäàåìîé êðèâîé âðàùåíèÿ NGC 6503
(òî÷êè) íà ñîñòàâëÿþùèå, îòíîñÿùèåñÿ ê áàëäæó, äèñêó ñ ôèêñèðîâàííîé ðàäèàëüíîé
øêàëîé, è ãàëî (òîíêèå ëèíèè). Çäåñü F — îòíîøåíèå ìàññû íåäèñêîâûõ êîìïîíåíò ê ìàññå
äèñêà. Ïåðâûé ðèñóíîê ñîîòâåòñòâóåò ñëó÷àþ, êîãäà ìàññà äèñêà ðàâíà ñóììå ìàññ áàëäæà è
ãàëî
ëîé âåðîÿòíîñòè òàêèõ ñîáûòèé. Íî ïîìèìî ïàðíûõ ñáëèæåíèé íà
äâèæåíèå çâåçä äåéñòâóþò êîëëåêòèâíûå ïðîöåññû, êîãäà êàæäàÿ
çâåç äà îùóùàåò èçìåíåíèå ãðàâèòàöèîííîãî ïîòåíöèàëà, ñâÿçàííîãî ñ
ïîëîæåíèåì âñåõ îñòàëüíûõ çâåçä, ñîñòàâëÿþùèõ äèñê, òî åñòü ðåàãè -
ðóåò íà äèñê â öåëîì. Åñëè íà÷àëüíàÿ äèñïåðñèÿ ñêîðîñòåé áûëà ìàëà,
è çâåç äû äèñêà äâèãàëèñü ïî ïðàêòè÷åñêè êðóãîâûì îðáèòàì, òî çà
âðå ìÿ, ðàâíîå íåñêîëüêèì ïåðèîäàì âðàùåíèÿ äèñêà, ïðîèçîéäåò ïå -
ðå ñòðîé êà îðáèò çâåçä áëàãîäàðÿ êîëëåêòèâíûì ýôôåêòàì. Â ðåçóëü -
òàòå äèíà ìè÷åñêîãî íàãðåâà äèñê ñòàíåò íåìíîãî ìåäëåííåå âðàùàòü -
ñÿ, à ÷àñòü ýíåðãèè âðàùåíèÿ äèñêà ïåðåéäåò â ýíåðãèþ õàîòè÷íûõ
äâèæåíèé, îáåñïå÷èâàþùèõ åãî óñòîé÷èâîñòü. Äèíàìè ÷åñêèé ðàçî -
ãðåâ äèñêà ïðèâåäåò ê òîìó, ÷òî çà âðåìÿ íåñêîëüêèõ îáîðîòîâ îí
ñòàíåò óñòîé ÷èâûì ê ìàëûì âîçìóùåíèÿì êàê â ïëîñêîñòè äèñêà, òàê
è â ïåðïåíäè êóëÿðíîì íàïðàâëåíèè (èçãèáíàÿ íåóñòîé÷èâîñòü).
Îñíîâíàÿ ìàññà çâåçäíîãî äèñêà ïî÷òè âñåãäà ïðèõîäèòñÿ íà çâåç -
äû, êîòîðûå èìåþò âîçðàñò â íåñêîëüêî ìèëëèàðäîâ ëåò. Äèñ ïåðñèÿ èõ
ñêîðîñòåé ñîñòàâëÿåò íåñêîëüêî äåñÿòêîâ êì/ñ, óìåíüøàÿñü îò öåíò -
ðàëüíîé îáëàñòè äèñêà ê ïåðèôåðèè. ×åì âûøå ìàññà íåäèñêîâûõ
êîì ïîíåíòîâ ãàëàêòèêè — è â ïåðâóþ î÷åðåäü òåìíîãî ãàëî — ïî
ñðàâíåíèþ ñ ìàññîé äèñêà, òåì ñëàáåå âëèÿíèå ñîáñò âåííîãî ãðàâèòà -
öè îííîãî ïîëÿ äèñêà íà äâèæåíèå ñîñòàâëÿþùèõ åãî çâåçä, è òåì
ìåíü øàÿ äèñïåðñèÿ ñêîðîñòåé çâåçä (ïðè äàííîì çíà÷åíèè êðóãîâîé
ñêîðîñòè è ïîâåðõíîñòíîé ïëîòíîñòè äèñêà) îáåñïå÷èâàåò åãî óñòîé -
÷è âîñòü.
Ê ñîæàëåíèþ, êðèòåðèé óñòîé÷èâîñòè äèñêà â îáùåì âèäå íå
âûâîäèòñÿ àíàëèòè÷åñêè èç òåîðèè ìàëûõ âîçìóùåíèé. Ñòðîãîå ðå -
øåíèå äëÿ ïðåäåëà óñòîé÷èâîñòè ïîëó÷åíî òîëüêî äëÿ óïðîùåííîé
ìî äåëè òîíêîãî âðàùàþùåãîñÿ äèñêà ñ ìåäëåííî èçìåíÿþùèìèñÿ
âäîëü ðàäèóñà ïàðàìåòðàìè, è òîëüêî äëÿ ðàäèàëüíûõ âîçìóùåíèé
ïëîòíîñòè. Ãðàâèòàöèîííàÿ íåóñòîé÷èâîñòü äëÿ âðàùàþùåãîñÿ äèñêà
îòëè÷àåòñÿ îò «êëàññè÷åñêîé» äæèíñîâñêîé íåóñòîé÷èâîñòè äëÿ
áåñêîíå÷íîé îäíîðîäíîé ñðåäû, ãäå âñå íàïðàâëåíèÿ ðàâíîïðàâ íû, à
âîçìóùåíèÿ ñ äëèíîé âîëíû áîëüøå äæèíñîâñêîé âñåãäà íåóñ -
òîé÷èâû. Êðèòè÷åñêîå çíà÷åíèå ðàäèàëüíîé äèñïåðñèè ñêîðîñòåé,
ñòà áèëèçóþùåé ðàäèàëüíûå âîçìóùåíèÿ ïëîòíîñòè ñ ëþáîé äëèíîé
âîëíû äëÿ äèñêà ñ ïîâåðõíîñòíîé ïëîòíîñòüþ S íà äàííîì ðàññòîÿíèè
îò öåíòðà, ñîñòàâëÿåò (ïî Òîîìðå)
C
G
cr =
33. S
k
, (2)
ãäå k — ýïèöèêëè÷åñêàÿ ÷àñòîòà, îïðåäåëÿåìàÿ ÷åðåç óãëîâóþ ñêî -
ðîñòü âðàùåíèÿ äèñêà W è åå ðàäèàëüíóþ ïðîèçâîäíóþ (îáû÷íî k â
1.5—2 ðàçà ïðåâûøàåò W). Äèñê óñòîé÷èâ ê ðàäèàëüíûì âîçìóùå -
íèÿì, åñëè ïàðàìåòð Òîîìðå QT = C r /C cr > 1. Ïîëîæèâ QT = 1 è çíàÿ
k(R), ìîæíî îöåíèòü ïðåäåëüíóþ ëîêàëüíóþ ïëîòíîñòü äèñêà êàê
ôóíê öèþ ðàäèóñà, ïðè êîòîðîé îí ìîæåò áûòü óñòîé÷èâûì.
14
À. Â. ÇÀÑÎÂ
Áîëåå ñëîæíûå, íî áîëåå áëèçêèå ê ðåàëüíîñòè ìîäåëè íåñêîëüêî
ìåíÿþò âûðàæåíèå äëÿ êðèòè÷åñêîé äèñïåðñèè ñêîðîñòåé. Òàê, ó÷åò
êîíå÷íîé òîëùèíû äèñêà äåëàåò åãî áîëåå óñòîé÷èâûì, à ó÷åò íåðà -
äèàëüíûõ âîçìóùåíèé â ïëîñêîñòè äèñêà, íàîáîðîò, ïîíèæàåò ïîðîã
óñòîé÷èâîñòè. Õîòÿ ïðîñòîãî àíàëèòè÷åñêîãî âûðàæåíèÿ äëÿ êðèòå -
ðèÿ óñòîé÷èâîñòè â îáùåì ñëó÷àå íåò, ÷èñëåííûå ìîäåëè N òåë ïîçâî -
ëÿþò íàùóïàòü ýòîò ïðåäåë â çàâèñèìîñòè îò ðàçëè÷íûõ ïàðàìåòðîâ
ãàëàêòèêè. Ìíîãî÷èñëåííûå ìîäåëè ïðåäåëüíî, èëè, êàê ïðèíÿòî ãî -
âî ðèòü, ìàðæèíàëüíî óñòîé÷èâûõ äèñêîâ, ïîêàçàëè, ÷òî ïðåäåë óñòîé -
÷è âîñòè äèñêîâ äîñòèãàåòñÿ ïðè çíà÷åíèè QT , ðàâíîì íå åäèíèöå, à
÷óòü âûøå åäèíèöû â îáëàñòè, ãäå äîìèíèðóåò äèñê, è 2—3 íà åãî
ïåðèôåðèè, ãäå äîìèíèðóåò ãàëî [4].
Ðàññìîòðèì òåïåðü, ê êàêèì âûâîäàì ïðèâîäÿò îáà îïèñàííûõ
âûøå ìåòîäà. Íà÷íåì ñ èíòåãðàëüíûõ îöåíîê îòíîøåíèÿ M * /L äëÿ
çâåçäíûõ äèñêîâ è èíòåãðàëüíîãî îòíîøåíèÿ M/L äëÿ ãàëàêòèê â
ïðåäåëàõ èõ îïòè÷åñêèõ ãðàíèö. Ìàññîâûå îöåíêè îòíîøåíèÿ M/L
ìîæíî ïîëó÷èòü, åñëè èñïîëüçîâàòü äëÿ îöåíêè M èíòåãðàëüíóþ
øèðèíó ðàäèîëèíèè WH I íåéòðàëüíîãî âîäîðîäà. Ïóñòü èçâåñòíà øè -
ðèíà ðàäèîëèíèè WH I è óãîë íàêëîíà i îñè äèñêà ê ëó÷ó çðåíèÿ. Òîãäà
ìîæíî çàïèñàòü:
M L W R L i/ / ( sin )= ×a H I
2
0
2 .
Êîýôôèöèåíò a ñëàáî çàâèñèò îò ìîäåëè ðàñïðåäåëåíèÿ âåùåñòâà
â ãàëàêòèêå, è ïðèìåðíî ðàâåí åäèíèöå. Åñëè ìàññó îöåíèâàòü â åäè -
íèöàõ ìàññû Ñîëíöà, à ñâåòèìîñòü — â åäèíèöàõ ñâåòèìîñòè Ñîëíöà,
òî îòíîøåíèÿ ìàññû ê ñâåòèìîñòè â äèàïàçîíå B äëÿ àáñîëþòíîãî
áîëüøèíñòâà ãàëàêòèê îêàæóòñÿ çàêëþ÷åííûìè â ïðåäåëàõ îò 1 äî 10.
Áîëåå âûñîêèå çíà÷åíèÿ M/LB > 10 â ïðåäåëàõ îïòè÷åñêèõ ãðàíèö
âñòðå÷àþòñÿ î÷åíü ðåäêî è ïî÷òè èñêëþ÷èòåëüíî ñðåäè êàðëèêîâûõ
ãàëàêòèê èëè ãàëàêòèê íèçêîé ïîâåðõíîñòíîé ÿðêîñòè, ãäå îíè èçðåäêà
äîñòèãàþò íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ åäèíèö, ÷òî ãîâîðèò î ïðåîáëàäàíèè
òåìíîãî ãàëî â íèõ. Òàê, â êàòàëîãå áëèçêèõ ãàëàêòèê Êàðà÷åíöåâà è
äð. [8] ñðåäè ïðèìåðíî ñîòíè ãàëàêòèê ñî ñâåòèìîñòüþ íå íèæå M B =
= –16m, ò. å. íå îòíîñÿùèõñÿ ê ïðåäåëüíî ñëàáûì êàðëèêàì, ñîäåð -
æèòñÿ âñåãî äâå (!) ãàëàêòèêè ñ M / LB > 10 .
Íà ðèñ. 4 äëÿ áîëüøîãî ÷èñëà (îêîëî 1300) ãàëàêòèê ñîïîñòàâëåíû
îòíîøåíèÿ M/LB , ïîëó÷åííûå ïî ïðèâåäåííîé âûøå ôîðìóëå, ñ èí -
òåã ðàëüíûìè èñïðàâëåííûìè çà ïîãëîùåíèå ïîêàçàòåëÿìè öâåòà ãà -
ëàêòèê (B - V)0 (ñì. [3]). Æèðíîé ëèíèåé íà ðèñ. 4 ïîêàçàíà çàâè -
ñèìîñòü, êîòîðàÿ ñëåäóåò èç ýâîëþöèîííîãî ìîäåëèðîâàíèÿ çâåçäíûõ
ñèñòåì ñîãëàñíî ðàáîòå [5]. Âåðõíèé êîíåö ëèíèè ñîîòâåòñòâóåò ãà -
ëàê òèêàì, ñîäåðæàùèì ëèøü ñòàðûå çâåçäû, íèæíèé — ãàëàêòèêàì ñ
èíòåíñèâíûì çâåçäîîáðàçîâàíèåì.
Íåñìîòðÿ íà ðàçáðîc òî÷åê íà äèàãðàììå, áîëüøàÿ ÷àñòü ãàëàêòèê
îáðàçóåò ÷åòêî âûðàæåííóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü, ðàñïîëîæåííóþ íàä
òåîðåòè÷åñêè ðàññ÷èòàííîé çàâèñèìîñòüþ ïîä óãëîì ê íåé. Çíà÷è -
òåëüíûé «îòñêîê» íåêîòîðûõ òî÷åê îò îáùåé çàâèñèìîñòè âî ìíîãèõ
15
ÎÖÅÍÊÀ ÌÀÑÑ «ÒÅÌÍÎÉ» ÌÀÒÅÐÈÈ
ñëó÷àÿõ ìîæåò áûòü ðåàëüíûì, íî ÷àñòî îí ñâÿçàí ñ îøèáêîé îöåíêè
ìàññû ïî øèðèíå ëèíèè, íàïðèìåð èç-çà ñèëüíûõ íåêðóãîâûõ äâè -
æåíèé ãàçà. Ðàçëè÷èå äâóõ çàâèñèìîñòåé — íàáëþäàåìîé è ìîäåëü -
íîé — åñòåñòâåííî îáúÿñíèòü íàëè÷èåì òåìíîé ìàññû â ãàëàêòèêàõ,
êîòîðàÿ óâåëè÷èâàåò M/LB (äëÿ íåáîëüøîé ÷àñòè êàðëèêîâûõ ãàëàêòèê
ñóùåñòâåííóþ ðîëü ìîæåò òàêæå èãðàòü ìàññà ãàçà). Èç ñðàâíåíèÿ
íàêëîíà äâóõ ïðÿìûõ íà äèàãðàììå ñëåäóåò, ÷òî äîëÿ òåìíîé ìàññû ïî
îòíîøåíèþ ê ìàññå çâåçäíîãî íàñåëåíèÿ â ïðåäåëàõ ðàäèóñà R25 ñèñ -
òåìàòè÷åñêè óìåíüøàåòñÿ îò Mdark/M * » 3…5 äëÿ ãîëóáûõ ãàëàêòèê,
èìåþùèõ ïîêàçàòåëè öâåòà (B - V)0 » 0.3…0.5, äî 1.5 è ìåíåå äëÿ
íàèáîëåå êðàñíûõ ãàëàêòèê, ïðàêòè÷åñêè íå ñîäåðæàùèõ ìîëîäûõ
çâåçä.
Îñòàåòñÿ âîïðîñ — êàê ðàñïðåäåëåíà òåìíàÿ ìàññà âíóòðè ãàëàê -
òèê? Ìàññû äèñêîâ, îïðåäåëåííûå ôîòîìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì, ñâèäå -
òåëü ñòâóþò î òîì, ÷òî îíè íå ñîäåðæàò òàêîãî áîëüøîãî êîëè÷åñòâà
«ñâåò ëîãî» âåùåñòâà, êîòîðîå òðåáóåòñÿ äëÿ îáúÿñíåíèÿ ñêîðîñòè âðà -
ùåíèÿ íà áîëüøèõ R. Íî äîñòàòî÷íî â ìîäåëÿõ çâåçäíîãî íàñåëåíèÿ
èçìåíèòü íèæíèé ïðåäåë ìàññ çâåçä, êàê îòíîøåíèå M * /L, à ñëåäîâà -
òåëüíî, è ìîäåëüíàÿ îöåíêà ìàññû äèñêà èçìåíÿòñÿ — âåäü ìàëîìàñ -
ñèâíûå çâåçäû äàþò áîëüøîé âêëàä â îáùóþ ìàññó è ñîâñåì íåáîëü -
øîé — â ñâåòèìîñòü. Çäåñü íà ïîìîùü ïðèõîäèò âòîðîé, äèíàìè÷åñ -
êèé ìåòîä, áàçèðóþùèéñÿ íà îöåíêàõ äèñïåðñèè ñêîðîñòåé çâåçä äèñ -
êà, ïîñêîëüêó îí ìàëî ÷óâñòâèòåëåí ê ôîòîìåòðè÷åñêèì ïàðàìåòðàì
äèñêà.
Ïîëó÷åíèå ðàäèàëüíîãî ïðîôèëÿ äèñïåðñèè ñêîðîñòåé — çàäà÷à
íåñðàâíåííî áîëåå ñëîæíàÿ, ÷åì èçìåðåíèå êðèâîé âðàùåíèÿ, è ýòî
ñâÿçàíî ñ öåëûì ðÿäîì ïðè÷èí. Âî-ïåðâûõ, äèñïåðñèÿ ñêîðîñòåé çâåçä
âûñîêà ëèøü äëÿ ÿäðà ãàëàêòèêè, à â äèñêå îíà, êàê ïðàâèëî, â
íåñêîëüêî ðàç ìåíüøå, è óæå ïîýòîìó åå òðóäíî èçìåðèòü ñ õîðîøåé
òî÷íîñòüþ. Âî-âòîðûõ, åñëè ñêîðîñòü âðàùåíèÿ îöåíèâàåòñÿ ïî äîï -
ëå ðîâ ñêîìó ñäâèãó ëèíèé, òî äèñïåðñèÿ ñêîðîñòåé — ïî øèðèíå ïðî -
16
À. Â. ÇÀÑÎÂ
Ðèñ. 4. Çàâèñèìîñòü ìåæ äó
èíòåãðàëüíûì ïî êà çàòåëåì
öâå òà ãàëàê òèê è îòíîøå íè åì
«ìàññà/ñâåòè ìîñòü» â ïðå äå -
ëàõ îïòè÷åñêîãî ðàäè óñà R25.
Æèðíàÿ ëèíèÿ — ìî äåëü íàÿ
çàâèñèìîñòü äëÿ çâåçä íûõ
ñèñòåì ñ ðàçëè÷ íûì òåìïîì
çàòóõàíèÿ çâåçäî îáðàçîâàíèÿ
ñîãëàñ íî [3]
ôèëÿ çâåçäíûõ ëèíèé, êîòîðóþ òðóäíåå èçìåðèòü. Íàêîíåö, äîï ëå ðîâ -
ñêîå óøèðåíèå ëèíèé îïðåäåëÿåòñÿ íå ïî ýìèññèÿì, ÷òî ïðîùå, à ïî
ñîâîêóï íîñòè ñëàáûõ àáñîðáöèîííûõ ëèíèé â âûáðàííîì ó÷àñòêå
ñïåêò ðà ïóòåì èõ ñðàâíåíèÿ ñî ñïåêòðîì ñòàðûõ çâåçä èëè ñ ìî äåëü -
íûìè ñïåêòðàìè çâåçäíîãî íàñåëåíèÿ ãàëàêòèê.
Ïî óêàçàííûì ïðè÷èíàì èññëåäîâàíî íå òàê ìíîãî ãàëàêòèê, ãäå
äèñïåðñèè ñêîðîñòåé çâåçä óäàëîñü ïðîñëåäèòü äî äîñòàòî÷íî áîëü -
øèõ ðàññòîÿíèé îò öåíòðà. Â Ðîññèè òàêèå ðàáîòû âåäóòñÿ íà 6-ìåò -
ðîâîì òåëåñêîïå ÁÒÀ (ÑÀÎ ÐÀÍ). Èñïîëüçîâàíèå ñîâðåìåííîé íà -
áëþäàòåëüíîé òåõíèêè ïîçâîëÿåò çà âðåìÿ íàêîïëåíèÿ ñâåòà îêîëî
äâóõ ÷àñîâ ïîëó÷èòü ñïåêòð, ïî êîòîðîìó ìîæíî ïðîñëåäèòü ðàäèàëü -
íîå èçìåíåíèå ñêîðîñòè âðàùåíèÿ è äèñïåðñèè ñêîðîñòåé äî ðàññòî -
ÿíèÿ â íåñêîëüêî ðàäèàëüíûõ øêàë äèñêà, õîòÿ òî÷íîñòü îöåíêè äëÿ
áîëüøèõ R, êîíå÷íî, ïàäàåò. Êàê ïðèìåð íà ðèñ. 5 ïîêàçàíû ðàñïðåäå -
ëåíèÿ ñêîðîñòè âðàùåíèÿ è äèñïåðñèè ñêîðîñòåé äèñêà âäîëü áîëü -
øîé îñè ëèíçîâèäíîé ãàëàêòèêè NGC 1167 ñ òîíêîé ïñåâäîñïè ðàëü -
íîé ñòðóêòóðîé, ïîëó÷åííûå íà ÁÒÀ ñ ïîìîùüþ ñïåêòðîãðàôà ñ äëèí -
íîé ùåëüþ [1]. Ïðè íàëè÷èè íå îäíîãî, à äâóõ èëè íåñêîëüêèõ ñïåêò -
ðàëüíûõ ðàçðåçîâ ãàëàêòèêè ñ âûñîêèì îòíîøåíèåì ñèãíàë/øóì ïîÿâ -
ëÿåòñÿ âîçìîæíîñòü îïðåäåëèòü îòäåëüíî äèñïåðñèþ ñêîðîñòåé çâåçä
ïî êàæäîé èç òðåõ îñåé: C Rr ( ), C Rj ( ), C Rz ( ). À ñðàâíåíèå ñ ìîäåëü -
íûìè ñïåêòðàìè çâåçäíîãî íàñåëåíèÿ ïîçâîëÿåò îöåíèòü íå òîëüêî
ñêî ðîñòü âðàùåíèÿ è äèñïåðñèþ ñêîðîñòåé çâåçäíîãî äèñêà, íî è
òàêèå ïàðàìåòðû, êàê õàðàêòåðíûé âîçðàñò è õèìè÷åñêèé ñîñòàâ çâåçä
[7]. Ê ñîæàëåíèþ, ýòà ïðîöåäóðà äî ñèõ ïîð âûïîëíåíà ëèøü äëÿ î÷åíü
íåáîëüøîãî ÷èñëà ãàëàêòèê.
Åñëè èçâåñòíû êðèâàÿ âðàùåíèÿ çâåçä è/èëè ãàçà, à òàêæå ïðîôèëè
äèñïåðñèè ñêîðîñòåé, òî ìåòîäîì N òåë ìîæíî ïîñòðîèòü äèíàìè ÷åñ -
êóþ ìîäåëü ãàëàêòèêè è âûÿñíèòü, íàñêîëüêî äàëåêî ñîñòîÿíèå çâåçä -
íîãî äèñêà îò ïðåäåëüíî (ìàðæèíàëüíî) óñòîé÷èâîãî äëÿ ãðàâèòà öè -
îííûõ è èçãèáíûõ âîçìóùåíèé, è êàêîâà äîëæíà áûòü ìèíèìàëüíàÿ
ìàññà òåìíîãî ãàëî äëÿ îáåñïå÷åíèÿ óñòîé÷èâîãî ðàâíîâåñíîãî ñîñòî -
ÿ íèÿ íà âñåõ R [2]. Îäíàêî åñëè íå ñòàâèòü öåëüþ ñîçäàíèå äèíàìè -
÷åñêîé ìîäåëè âñåé ãàëàêòèêè, èìååò ñìûñë óïðîñòèòü çàäà÷ó è ðàñ -
ñìîòðåòü óñëîâèÿ óñòîé÷èâîñòè òîëüêî äëÿ çîíû âáëèçè R » 2R0 , ãäå
âêëàä äèñêà â ðàäèàëüíûé ãðàäèåíò ãðàâèòàöèîííîãî ïîòåíöèàëà ìàê -
ñèìàëåí. Äëÿ ýòîãî ðàññòîÿíèÿ, êàê ïîêàçûâàþò ÷èñëåííûå ýêñïåðè -
ìåíòû, ïàðàìåòð QT â óðàâíåíèè (2), òðåáóåìûé äëÿ óñòîé÷èâîñòè
äèñêà êîíå÷íîé òîëùèíû, ñëàáî çàâèñèò îò ïðèíÿòîé ìîäåëè è ñî -
ñòàâëÿåò 1.2—1.5 [4].  ïðåäïîëîæåíèè ìàðæèíàëüíîé óñòîé÷èâîñòè
èç (2) ìîæíî îöåíèòü ìàêñèìàëüíóþ ïîâåðõíîñòíóþ ïëîòíîñòü äèñêà
íà äàííîì ðàññòîÿíèè, è, çíàÿ èç ôîòîìåòðèè èëè àíàëèçà êðèâîé âðà -
ùåíèÿ çíà÷åíèå ðàäèàëüíîé øêàëû R0 , îïðåäåëèòü âåðõíèé ïðåäåë
ìàññû äèñêà, ðåøèâ òåì ñàìûì çàäà÷ó î âîçìîæíîì âêëàäå òåìíîãî
ãàëî â êðèâóþ âðàùåíèÿ. Ïðè ýòîì, åñëè äèñê äèíàìè÷åñêè íå ïåðå -
ãðåò, è äåéñòâèòåëüíî áëèçîê ê ìàðæèíàëüíî óñòîé÷èâîìó ñîñòîÿíèþ
17
ÎÖÅÍÊÀ ÌÀÑÑ «ÒÅÌÍÎÉ» ÌÀÒÅÐÈÈ
(êñòàòè, íàèáîëåå áëàãîïðèÿòíîìó äëÿ ðàñïðîñòðàíåíèÿ â íåì ñïè -
ðàëüíûõ âîëí ïëîòíîñòè), òî ïîëó÷åííàÿ ìàññà äèñêà äîëæíà áûòü
áëèçêà ê ìàññå, îöåíåííîé èç ôîòîìåòðè÷åñêîé ìîäåëè, ò. å. ñîîòâåò -
ñòâîâàòü ñâåòèìîñòè è öâåòó ãàëàêòèêè.
Íà pèñ. 6 íà îñíîâå îïóáëèêîâàííûõ äàííûõ ïî äèñïåðñèè ñêî -
ðîñòåé çâåçä ñïèðàëüíûõ ãàëàêòèê ïðåäñòàâëåíà äèàãðàììà «öâåò —
îòíîøåíèå ìàññû äèñêà ê ñâåòèìîñòè», ãäå ìàññà äèñêà M d íàéäåíà
îïèñàííûì âûøå ñïîñîáîì — â ïðåäïîëîæåíèè ìàðæèíàëüíîé
óñòîé ÷èâîñòè äèñêà, ò. å. ïî ñóòè ÿâëÿåòñÿ âåðõíèì ïðåäåëîì ìàññû
M * åãî çâåçäíîé ñîñòàâëÿþùåé. Ïîêàçàòåëè öâåòà è ñâåòèìîñòè
èñïðàâëåíû çà ñåëåêòèâíîå îñëàáëåíèå ñâåòà â Ãàëàêòèêå è çà íàêëîí
ãàëàêòè÷åñêèõ äèñêîâ ê ëó÷ó çðåíèÿ. Äèàãðàììà ïîñòðîåíà ñîãëàñíî
ðàáîòå [2] ñ äîáàâëåíèåì íîâûõ äàííûõ. Ïðÿìàÿ ëèíèÿ — ìîäåëüíàÿ
çàâèñèìîñòü äëÿ çâåçäíîãî íàñåëåíèÿ ñ ðàçëè÷íûì îòíîñèòåëüíûì
ñîäåðæàíèåì çâåçä ðàçëè÷íîãî âîçðàñòà ïî [5]. Òî÷íîñòü îïðåäåëåíèÿ
èíòåãðàëüíîé ìàññû M m íå î÷åíü âûñîêà è ñîñòàâëÿåò â ñðåäíåì
30—40 % (0.1—0.2 â ëîãàðèôìè÷åñêîé øêàëå), ñ ÷åì â çíà÷èòåëüíîé
ìåðå ñâÿçàí ðàçáðîñ òî÷åê íà çàâèñèìîñòè. Òåì íå ìåíåå, îáùåå
ñîãëàñèå ìåæäó ìîäåëüíîé çàâèñèìîñòüþ è ïîëó÷åííûìè îöåíêàìè
î÷åâèäíî: íàéäåííàÿ ìàññà äèñêîâ ãàëàêòèê ñîîòâåòñòâóåò îæèäà å -
ìîé, òî åñòü ñîãëàñóåòñÿ ñ åå ôîòîìåòðè÷åñêèì îïðåäåëåíèåì. Îòñþäà
ìîæíî ñäåëàòü âûâîä î òîì, ÷òî äèñêè ðàññìàòðèâàåìûõ ñïèðàëüíûõ
ãàëàêòèê íå ñîäåðæàò áîëüøèõ ìàññ òåìíîé ìàòåðèè (èíà÷å äëÿ èõ
óñòîé÷èâîñòè ïîòðåáîâàëàñü áû áîëåå âûñîêàÿ äèñïåðñèÿ ñêîðîñòåé),
è äåéñòâèòåëüíî áëèçêè ê ñîñòîÿíèþ ìàðæèíàëüíîé óñòîé÷èâîñòè.
Ïîñëåäíåå îçíà÷àåò, ÷òî çà ìèëëèàðäû ëåò æèçíè ãàëàêòèê ìåõàíèçìû
äèíàìè÷åñêîãî íàãðåâà, ñâÿçàííûå, íàïðèìåð, ñ íåèçáåæíûì ïîãëî -
18
À. Â. ÇÀÑÎÂ
Ðèñ. 5. Èçîáðàæåíèå NGC 1167 (êîíòðàñò äåòàëåé óñèëåí) è ðàäèàëüíûé ïðîôèëü ñêîðîñòè
âðàùåíèÿ V è äèñïåðñèèñêîðîñòè C çâ¸çä âäîëü áîëüøîé îñè ïî íàáëþäåíèÿì íà ÁÒÀ [1]
ùåíèåì íåáîëüøèõ ãàëàêòèê èëè ñî âçàèìîäåéñòâèåì ñ ñîñåäíèìè
ñèñòåìàìè, äëÿ ìíîãèõ ãàëàêòèê íå áûëè íàñòîëüêî ýôôåêòèâíûìè,
÷òîáû ïðèâåñòè ê ñèëüíîìó äèíàìè÷åñêîìó íàãðåâó çâåçäíîãî äèñêà.
Ïðåäïîëîæåíèå î ìàðæèíàëüíîé óñòîé÷èâîñòè äèñêà äàåò âîçìîæ -
íîñòü îöåíèòü, õîòÿ è ãðóáî, âêëàä äèñêà â ìàññó ãàëàêòèêè. Òàê, ó ðàñ -
ñìàòðèâàåìûõ íà ðèñ. 6 ãàëàêòèê äèñê âêëþ÷àåò â ñåáÿ îò 30 % äî áî -
ëåå ÷åì 80 % ïîëíîé ìàññû â ïðåäåëàõ îïòè÷åñêèõ ãðàíèö, îñòàëüíîå
ïðèõîäèòñÿ íà òåìíîå ãàëî.
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
Òàêèì îáðàçîì, èçìåðåíèÿ äèñïåðñèè ñêîðîñòåé çâåçä â äèñêàõ ãàëàê -
òèê ïðèâîäÿò ê âûâîäó î òîì, ÷òî äèñêè, êàê ïðàâèëî, áëèçêè ê ìàð -
æèíàëüíî óñòîé ÷èâîìó ñîñòîÿíèþ, ÷òî ïîçâîëÿåò ðàçäåëèòü âêëàä
çâåçä è òåìíîãî ãàëî â èíòåãðàëüíóþ ìàññó ãàëàêòèêè. Îäíàêî ýòîò
âûâîä ïðèìåíèì äàëåêî íå êî âñåì äèñêîâûì ãàëàêòèêàì. Íàïðèìåð,
îí íå ïîäõîäèò ê íåêîòîðûì ãàëàêòèêàì, äèñêè êîòîðûõ óæå äàâíî
ñôîðìèðîâàëèñü è ïî÷òè íå ñîäåðæàò ìîëîäûõ çâåçä. Ïðåæäå âñåãî
èìåþòñÿ â âèäó ëèíçîâèäíûå ãàëàêòèêè — áûâøèå ñïèðàëüíûå ãà -
ëàêòèêè, ïî òåì èëè èíûì ïðè÷èíàì ïîòåðÿâøèå çàïàñû ìåæçâåçäíîãî
ãàçà. Àíàëèç èõ àáñîðáöèîííûõ ñïåêòðîâ ïîêàçàë âî ìíîãèõ (íî íå âî
âñåõ!) ñëó÷àÿõ ñóùåñòâåííîå ïðåâûøåíèå äèñïåðñèè ñêîðîñòåé çâåçä
äèñêà íàä ìèíèìàëüíûì çíà÷åíèåì, òðåáóþùèìñÿ äëÿ èõ óñòîé ÷è -
âîñòè. Ýòî ïðÿìîå ñâèäåòåëüñòâî âíåøíèõ âîçäåéñòâèé èëè ñëèÿíèé
ãàëàêòèêè ñ áîëåå ìåëêèìè ñïóòíèêàìè, ïðè êîòîðûõ çâåçäíûé äèñê
«íàãðåâàëñÿ» è îäíîâðåìåííî ëèøàëñÿ îñíîâíûõ çàïàñîâ ìåæçâåçä -
íîãî ãàçà. Ïî äàííûì Íîîðäåðìååðà [9], èññëåäîâàâøåãî âðàùåíèå
äèñêîâûõ ãàëàê òèê ðàííèõ òèïîâ ïî äâèæåíèþ çâåçä è ãàçà, äîëÿ òåì -
íîé ìàññû äëÿ íèõ â ïðåäåëàõ îïòè÷åñêîãî ðàäèóñà ìîæåò áûòü ñàìîé
ðàçëè÷íîé ¾ îò 10 äî 90 %, ñîñòàâëÿÿ â ñðåäíåì 30¾50 %, ò. å.
ñîîòíîøåíèå «òåì íîé» è «ñâåòëîé» ìàññû ïðàêòè÷åñêè òàêîå æå, êàê
è äëÿ ñïèðàëüíûõ ãàëàêòèê. Âïðî÷åì, ëèíçîâèäíûå ãàëàêòèêè íå
19
ÎÖÅÍÊÀ ÌÀÑÑ «ÒÅÌÍÎÉ» ÌÀÒÅÐÈÈ
Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòü îòíîøåíèÿ ìàñ -
ñû äèñêà Md ê ñâåòèìîñòè LB îò èí -
òåãðàëüíîãî ïîêàçàòåëÿ öâåòà ãà ëàê-
òè êè, ãäå ìàññà Md îöåíåíà äëÿ ìî äå -
ëè äèñêà, ìàðæèíàëüíî óñòîé÷è âî ãî
íà R » 2R0 (ñîãëàñíî [2])
îáðàçóþò îäíîðîäíîé ïî ñâîéñòâàì ãðóïïû, è ñèëüíî îòëè÷àþòñÿ
äðóã îò äðóãà êàê ïî ôèçè÷åñêèì ïàðàìåòðàì, òàê è ïî ïðè÷èíàì
ïîòåðè îñíîâíîé ìàññû õîëîäíîãî ãàçà.
Òàêèì îáðàçîì, àíàëèç êðèâûõ âðàùåíèÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì äàí -
íûõ ôîòîìåòðèè è êðèòåðèÿ ãðàâèòàöèîííîé óñòîé÷èâîñòè äèñêà ïî -
çâîëÿåò ñäåëàòü îïðåäåëåííûå âûâîäû êàê îá îñîáåííîñòÿõ ýâîëþöèè
ãàëàêòèê, òàê è î ìàññå èõ òåìíîãî ãàëî. Ïîäòâåðæäàåòñÿ ñóùåñò -
âîâàíèå «òåìíîé» ñðåäû, íà äîëþ êîòîðîé ïðèõîäèòñÿ ñóùåñòâåííàÿ
÷àñòü ìàññû ãàëàêòèêè. Îíà ñîñðåäîòî÷åíà â îñíîâíîì çà ïðåäåëàìè
çâåçäíîãî äèñêà, â ïðîòÿæåííîì ãàëî ãàëàêòèêè. Ïðè ýòîì îòíî ñè -
òåëüíàÿ ìàññà òåìíîãî âåùåñòâà â ïðåäåëàõ íåñêîëüêèõ ôîòî ìåò ðè -
÷åñêèõ øêàë äèñêà íå îäèíàêîâà äàæå äëÿ ãàëàêòèê îäíîãî òèïà, è â
ñðåäíåì âûøå ó ìàëîìàññèâíûõ ãàëàêòèê è ãàëàêòèê ñ áîëüøîé äîëåé
ìîëîäîãî çâåçäíîãî íàñåëåíèÿ.
1. Çàñîâ À. Â., Ìîèñååâ À. Â., Õîïåðñêîâ À.Â., Ñèäîðîâà Å. À. Äèñêîâûå ãàëàêòèêè ðàí -
íèõ òèïîâ: ñòðóêòóðà è êèíåìàòèêà // Àñòðîí. æóðí.—2008.¾85, ¹ 2.—
C. 99—114.
2. Çàñîâ À. Â., Õîïåðñêîâ À. Â., Òþðèíà Í. B. Äèñïåðñèÿ ñêîðîñòåé çâåçä è îöåíêà
ìàññû ãàëàêòè÷åñêèõ äèñêîâ // Ïèñüìà â Àñòðîí. æóðí.—2004.—30, ¹ 9.—
C. 653—662.
3. Ñàáóðîâà À. Ñ., Øàëäåíêîâà Å. Ñ., Çàñîâ À. Â. Ñïèðàëüíûå ãàëàêòèêè ñ «íåòè -
ïè÷íûìè» çíà÷åíèÿìè îòíîøåíèÿ ìàññû ê ñâåòèìîñòè // Àñòðîí. æóðí.—
2009.—86, ¹ 9.—C. 861—863.
4. Õîïåðñêîâ À. Â., Çàñîâ À. Â., Òþðèíà Í. Â. Ìèíèìàëüíàÿ äèñïåðñèÿ ñêîðîñòåé â
óñòîé÷èâûõ çâåçäíûõ äèñêàõ. ×èñëåííûå ýêñïåðèìåíòû // Àñòðîí. æóðí.—
2003.—80, ¹ 2.—C. 387—408.
5. Bell E. F., de Jong R. S. Stel lar mass-to-light ra tios and the Tully-Fisher re la tion //
Astrophys. J.—2001.—550, N 1.—P. 212—229.
6. Bottema R. The stel lar ki ne mat ics of ga lac tic disks // Astron. and Astrophys.—1993.—
275, N. 1.—P. 16—36.
7. Chilingarian I. V., Novikova A. P., Cayatte V., et al. NGC 6340: an old S0 gal axy with a
young po lar disc // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. — 2009.—(a-ph 0904.4606).
8. Karachentsev I. D., Karachentseva V. E., Huchtmeier W. K., Makarov D. I. A cat a log of
neigh bor ing gal ax ies // Astron. J.—2004.—127, N 4.—P. 2031—2068.
9. Noordermeer E. The dis tri bu tion of gas, stars and dark mat ter in early-type disk gal ax ies
// The sis. — Rijksuniversiteit Groningen, 2006.
10. Ryder S. D., Zasov A. V., McIntyre V. L., et al. The pe cu liar ro ta tion curve of NGC 157
// Mon. Notic. Roy. Astron. Soc.—1998.—293, N 2.—P. 411—436.
11. Sofue Y., Tutui T., Honma M., et al. Cen tral ro ta tion curves of spi ral gal ax ies //
Astrophys. J.—1999.¾ 523, N 1.—P. 136—146.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 01.10.09
20
À. Â. ÇÀÑÎÂ
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-73248 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7665 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:24:11Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Головна астрономічна обсерваторія НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Засов, А.В. 2015-01-07T16:02:41Z 2015-01-07T16:02:41Z 2010 Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" / А.В. Засов // Кинематика и физика небесных тел. — 2010. — Т. 26, № 4. — С. 7-20. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0233-7665 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73248 552 Форма кривых вращения дисковых галактик, полученная по доплеровским измерениям, сама по себе не дает информации о наличии темного, небарионного вещества в галактиках. Однако анализ дисперсии скоростей старого звездного диска в сочетании с фотометрическими оценками позволяет оценить массу галактических дисков по отношению к массе гало и сделать вывод как о наличии большой несветящейся массы, так и об особенностях динамической эволюции звездных дисков. Форма кривих обертання дискових галактик, отримана за допплерівськими вимірюваннями, сама по собі не дає інформації про наявність темної, неба -рі он ної речовини у галактиках. Проте аналіз дисперсії швидкостей старого зоряного диска у поєднанні з фотометри чними оцінками дозволяє оцінити масу галактичних дисків відносно маси гало і зробити висновок як про наявність великої не світної маси, так і про особливості динамічної еволюції зоряних дисків. Rotation curve shapes for discy galaxies which are obtained from the Doppler measurements give no information on the presence of dark non-baryonic matter in these objects. However, the velocity dispersion of old disc stars together with the photometric data enables one to estimate disc-to-halo mass ratios, which suggests a great deal of non-luminous mass in galaxies and provides a possibility to study the dynamical evolution of stellar discs. ru Головна астрономічна обсерваторія НАН України Кинематика и физика небесных тел Проблемы астрономии Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" Оцінка мас «темної» матерії в галактиках за вимірюваннями швидкостей «світлої» An estimation of "dark" mass in galaxies from measurements of "light" mass Article published earlier |
| spellingShingle | Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" Засов, А.В. Проблемы астрономии |
| title | Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" |
| title_alt | Оцінка мас «темної» матерії в галактиках за вимірюваннями швидкостей «світлої» An estimation of "dark" mass in galaxies from measurements of "light" mass |
| title_full | Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" |
| title_fullStr | Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" |
| title_full_unstemmed | Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" |
| title_short | Оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" |
| title_sort | оценка масс "темной" материи в галактиках по измерениям скоростей "светлой" |
| topic | Проблемы астрономии |
| topic_facet | Проблемы астрономии |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/73248 |
| work_keys_str_mv | AT zasovav ocenkamasstemnoimateriivgalaktikahpoizmereniâmskorosteisvetloi AT zasovav ocínkamastemnoímateríívgalaktikahzavimírûvannâmišvidkosteisvítloí AT zasovav anestimationofdarkmassingalaxiesfrommeasurementsoflightmass |