Природа X-структур у галактик, видимых с ребра: 2019 г.этап 1

Project: Grant fulfilmentGrant stage fulfilment

Description

X-структуры часто наблюдаются в галактиках, видимых с ребра и имеющих так называемые B/PS (ящико-/арахисо-подобные) балджи. Они выглядят как яркий крест, симметрично перечеркивающий центральную часть балджа. B/PS балджи рассматривают как результат эволюции плоских баров, которые выросли в вертикальном направлении из-за неустойчивости орбит, составляющих бар. Что касается X-структур, наиболее заметных особенностей B/PS балджей, их обычно связывают с так называемыми бананообразными орбитами с вертикальным резонансом 2:1. Звезды, движущие вдоль таких орбит, за несколько периодов обращение вокруг центра галактики заметают контур, который в положении "с ребра" напоминает по форме наблюдаемую стуктуру. С появлением больших каталогов галактик, видимых с ребра (например, EGIS), стал возможен массовый анализ геометрических параметров X-структур: углов раствора лучей и их протяженности. Выяснилось, что значения углов раствора лежат в диапазоне: от 20 deg до 43 deg с характерными значениями 27-31 deg. Численное моделирование показывает, что геометрические характеристики X-структур зависят от параметров подстилающей галактики, в первую очередь, от вклада темного гало в общий гравитационный потенциал системы, но обширных исследований на эту тему до сих пор не проводилось. Другой, до конца не ясный вопрос, касающийся эволюции X-структур, связан с частой вторичной потерей вертикальной симметрии растущего бара (recurrent buckling) в численных экспериментах, которая практически не проявляется в наблюдательных данных. Иногда в экспериментах наблюдаются даже двойные X-структуры. Все это приводит к необходимости разработки рафинированных методик выявления особенностей X-структур у реальных галактик, а также проведению целенаправленных N-body экспериментов, учитывающих разнообразие ключевых характеристик подстилающих галактик (относительной массы темного гало, начальной толщины звездного диска, параметра Тумре, наличия центральной концентрации массы). Эти две задачи будут решаться в предлагаемом проекте.

Еще одной задачей проекта является объяснение наблюдаемых закономерностей с точки зрения динамики орбит. Ясно, что изменения в морфологии и углах раствора лучей от модели к модели, видимые по предварительным расчетам, так или иначе обусловлены изменением динамического состава X-структур (т. е. изменением доминирующего семейства орбит или появлением новых семейств). Существует огромное число статей, посвященных поиску резонансных орбит, поддерживающих B/PS балджи и X-структуры. Однако, результаты, представленные в этих статьях, по-видимому, имеют лишь косвенное отношение к выводам относительно орбитального состава реальных X-структур. Дело в том, что в таких исследованиях на протяжении 30 лет использовались одни и те же идеализированные аналитические потенциалы. Только сейчас появились одна-две работы, где орбитальный анализ проводился в эволюционирующем N-body потенциале модели галактики. И сразу стало ясно, что бананообразные орбиты не имеют никакого отношения к X-структурам. В предлагаемом проекте мы покажем, как X-структура постепенно собирается от центра к периферии из орбит с более низкими резонансами и как доминирование того или иного резонанса зависит от общего потенциала галактики.

В рамках проекта, помимо общетеоретических задач, будет решена одна конкретная задача, связанная со структурой нашей Галактики. Мы проведем наблюдательный анализ B/PS балджа и X-структуры Млечного Пути на основе фотометрической декомпозиции ИК изображения с учетом пылевого компонента.
AcronymRFBR_a_2019 - 1
StatusActive
Effective start/end date24/01/1925/12/19