Тройная система галактик NGC 2929, NGC 2930, NGC 2931 и SN 2010jn

Автор: Бахтин Александр, учащаяся 11 класса

Научный руководитель - Тучин О. А., педагог дополнительного образования

Самара, 2014

Введение

Среди конфигураций тройных систем различают два типа. В первом случае взаимное расположение такое, что две галактики близки друг к другу, а третья отдалена. Во втором случае все три расстояния между галактиками сравнимы между собой. В каталоге Хольмберга тройных галактик 97. из них 21 имеют конфигурацию типа I и 76 конфигурацию типа II. На эти соотношения должно было повлиять то, что при отборе Хольмберг применял критерий, состоящий  в том, что физически тройной галактикой считалась такая система, у которой расстояние между центрами компонентов не больше, чем вдвое превосходит сумму диаметров компонентов.
В. А. Амбарцумян исследовал влияние принятого Хольмбергом критерия и пришел к выводу, что на самом деле среди тройных галактик конфигурации типа II составляет 50%. Значит, на основании всего сказанного для тройных систем мы должны прийти к выводу, что все системы тройных галактик неустойчивы и притом в этих неустойчивых системах компоненты еще не успели, сходясь и расходясь, провзаимодействовать между собой. В тройных галактиках расстояния между компонентами огромны, порядка 50-100 кпк, а скорости компонентов, если они меньше критических, должны быть порядка 100 км/c, поэтому время, необходимое компоненту для того, чтобы пройти расстояние,  отделяющее его от другого компонента, должно составлять несколько сотен  миллионов лет, следовательно, нужно полагать, что возраст галактик, входящих в состав тройных систем, не превышает нескольких сотен миллионов лет. [1]

Цель работы: Исследование динамики взаимодействия близлежащих галактик.

Задача: Определение физических размеров галактик и их структуру.

Параметры галактик [2]

NGC 2929

NGC 2930

NGC 2931

Рис. 1. Исследуемая группа галактик и звезды сравнения [2]

Таблица 1. Звезды сравнения из каталога The NOMAD-1 Catalog [3]

_RAJ2000

_DEJ2000

B

V

R

 

h:m:s

d:m:s

m

m

m

1

09 37 24.697 +23 11 06.97 18.35 17.16 17.06

2

09 37 24.121 +23 11 29.08 18.12 17.37 17.39

В таблице 1 приведен блеск звезд сравнения. На рис. 1 они отмечены цифрами.

Сверхновая SN 2010jn

Сверхновая открыта 12 октября 2010 г. в NGC 2929.

Она расположена в 5".9 к востоку и в 8".7 к югу от центра галактики. В момент открытия ее блеск составлял: 16m.9. Tип вспышки: Ia-pec.

21 ноября 2010 г. Jean Marie Llapasset оценил блеск сверхновой: 16m .4. [4]

Таблица 2. Фотометрические измерения на Гавайском телескопе Фолкеса SN 2010jn [5]

JD: 2455500+

g

r

V - R

21.65

18.88 ± 0.05

17.39 ± 0.01

1,49

Таблица 3. Изменения блеска из-за галактического поглощения в направлении NGC 2929 [2]

Filter [µm]

      B (0.43)

g (0.47)

r (0.62)

A [mag]

0.108

0.099

0.068

Наблюдения

3 февраля 2011 г. на Гавайском телескопе Фолкеса наблюдали SN 2010jn, вспыхнувшая в NGC 2929.

Получены изображения в фильтрах R, G, B со временем экспонирования по 240 сек. в каждом.

Рис. 2. Снимок, полученный на Гавайском телескопе Фолкеса. Масштаб изображения 0”.2785 на пиксель

Рис. 3. Сверхновая в  NGC 2929

Также 8 декабря 2010 г. V-LO im. Augusta Witkowskiego наблюдали NGC 2930. Получены изображения с экспозицией 35 с. На снимках видна и NGC 2929 со сверхновой.

К сожалению, нет ни одного изображения NGC 2931.

Результаты наблюдений

Обработка изображений осуществлялась с помощью программы IRIS V 5.55. [6]

Таблица 4.  Блеск SN 2010jn c учетом галактического поглощения

Дата

JD: 2455500+

В

Погрешность

V

Погрешность

R

Погрешность

8.12.2010

39

18,37

0,06

17,32

0,15

17,26

0,36

3.02.2011

96

18,12

0,06

17,46

0,11

17,80

0,25

Большая погрешность измерений связана с тем, что сверхновая находилась непосредственно в яркой части спирального рукава.

Таблица 5. Показатель цвета сверхновой

Дата

В - V

V - R

8.12.2010

1,05

0,06

3.02.2011

0,66

-0,34

Определение линейных размеров NGC 2929

Рис. 4. Метод изофот. NGC 2929 в фильтре R

Рис. 5. Срез сделанный вдоль большой оси NGC 2929 в фильтре R

Рис. 6. Профиль, полученный вдоль среза показанного на рис. 5

 

Таблица 6. Диаметр NGC 2929

Метод/фильтр

В

V

R

Изофоты (пиксель)

263

272

364

Профиль (пиксель)

286

346

406

 

Из таблицы 6 хорошо видно, что максимальный диаметр галактики получается в фильтре R. И, что составляет 113”.

 

Диаметр галактики NGC 2930 возьмем из работы Кузнецов А., где он составляет 22.9 Кпк. [7]

 

Расстояния между центрами галактик

Рис. 7. Расположение галактик согласно расстоянию до них

К сожалению, у нас нет снимков NGC 2931, и поэтому мы не можем определить точное расстояние между NGC 2929 и NGC 2930 (рис. 8).

Рис. 8. Расположение NGC 2929 и NGC 2930 согласно расстоянию до них

Зная лучевые скорости галактик, и измерив расстояние между проекциями на плоскость их центров определим истинные расстояния между компонентами.

Расстояние до NGC 2930 составляет 98,43 Мпк. [7]

Определение линейных размеров NGC 2929

V = H * r , [8]

где H - постоянная Хаббла 75 км/(с * Мпк);

V - лучевая скорость галактики 7509 км/с;

r - расстояние до галактики в пк.

Расстояние, полученное таким образом, составляет 100,12 Мпк.

Зная расстояние, найдем размеры галактики по формуле

D = r * d / 206265,

d - размер в секундах;

D - размер в парсеках;

206265 - число секунд в радиане.

И получаем, что максимальные размеры галактики NGC 2929 составляют 55.4 Кпк.

Таблица 7. Удаленность и размеры галактик

 

NGC 2929

NGC 2930

NGC 2931

Удаленность галактик (Мпк)

100.12

98.43

99.96

Линейный диаметр (Кпк)

55.4

22.9

24.1

Рис. 9. Пространственная модель расположения галактик

Рассмотрим рис. 9. Из таблицы 7 получаем, что разность удалений галактик NGC 2929 и NGC 2930 составляет 1.69 Мпк. На рис. 9 это отрезки АС = BD. Измерив отрезок АВ, получаем 18.3 Кпк. По теореме Пифагора найдем отсюда проекцию AD. Она равна 1.79 Мпк. Измерив отрезок DE, получаем 71.5 Кпк. И опять по теореме Пифагора определим АЕ. После вычислений видно, что линейное расстояние между галактиками NGC 2929 и NGC 2930 составляет приблизительно те же 1.79 Мпк.

Пространственная фотометрия NGC 2929

Рис. 10. Направление профиля, по которому проходила фотометрия NGC 2929

Рис. 11. Трехцветная фотометрия NGC 2929

По результатам пространственной фотометрии NGC 2929 видно, что ее ядро типичное для спиральных нормальных галактик. Оно явно краснее. В то время как в спиральной ветви преобладают голубые звезды.

Заключение

Большие отклонения полученного нами блеска SN 2010jn от результатов других авторов связаны, видимо с тем, что нами были взяты иные фотометрические стандарты звезд сравнения.
На основании пространственной фотометрии NGC 2929 можно сделать вывод, что это типичная нормальная спиральная галактика.
Впервые определено расстояние между галактиками NGC 2929 и NGC 2930. В более тесном взаимодействие могут находиться NGC 2931 и NGC 2930. Этим можно объяснить отсутствие четко выраженного ядра у NGC 2930, а также ее деформированные спиральные рукава.
По конфигурациям тройных систем наше трио относится к типу I [1]. То есть одна галактика отдалена (NGC 2930), а расстояние между NGC 2929 и NGC 2931 составляет всего 0.16 Мпк. Также по Хольмбергу критерий, что физически тройной галактикой считалась такая система, у которой расстояние между центрами компонентов не больше, чем вдвое превосходит сумму диаметров компонентов, полностью у нас выполняется. Удвоенная сумма диаметров NGC 2929 и NGC 2931 равна 159 Кпк.

Источники

1. Т. А. Агекян. Звезды, галактики, Метагалактика. 1970 г.
2. NASA/IPAC EXTRAGALACTIC DATABASE http://ned.ipac.caltech.edu/cgi-bin/objsearch?objname=NGC+2931&extend=no&hconst=73&omegam=0.27&omegav=0.73&corr_z=1&out_csys=Equatorial&out_equinox=J2000.0&obj_sort=RA+or+Longitude&of=pre_text&zv_breaker=30000.0&list_limit=5&img_stamp=YES
3. NOMAD Catalog (Zacharias+ 2005)
4. [vsnet-recent-sn 1457] SN2010jn http://ooruri.kusastro.kyoto-u.ac.jp/mailarchive/vsnet-recent-sn/1457
5. The UV/ optical spectra of the Type Ia supernova SN2010jn: a bright supernova with outer layers rich in iron-group elements S. Hachinger, … . arXiv v3, 2012 Dec 23.
6. http://www.astrosurf.com/buil
7. Кузнецов А. Пространственная фотометрия галактики NGC 2930. http://tutchin.narod.ru/astramat/ngc2930.htm
8. Е. П. Левитан. Астрономия. Учебник для 11 класса. 1998 г.