Взаимодействующие галактики NGC 5426 и NGC 5427

Автор: Алексеев Р., учащийся 11 кл. (2010 г.)

Содержание

Введение

Актуальность

Параметры наблюдаемых галактик

Наблюдения

Обработка наблюдений

Определение расстояния до галактик и оценка их размеров

Заключение

Используемые источники

Введение

Спиральные галактики NGC 5427 и NGC 5426 из созвездия Девы, расположенные на расстоянии девяносто миллионов световых лет от Земли, очень похожи: у них почти равные массы, одинаковая форма и структура. На первый взгляд, они неподвижны. Но по изображениям, полученным с помощью спектрографа GMOS (the Gemini Multi-Object Spectrograph) на телескопе обсерватории Джемини (Gemini Observatory) в Чили (рис. 1). американские астрономы определили, что галактики начали постепенно сближаться. Под влиянием гравитации они, в конце концов, сольются в тесных объятьях, но впечатляющая "агония" может продолжаться еще сотню миллионов лет [1].

Рис. 1. Спиральные галактики NGC 5427 и NGC 5426 снятые на телескопе обсерватории Джемини с диаметром зеркала 5.2 м.

Первый признак взаимодействия галактик – это образование между ними своеобразного мостика. Действительно, на снимках видно, как две спиральные "руки" тянутся из верхней части галактики NGC 5426 к NGC 5427. Такой межгалактический мостик действует как "питательная труба", позволяющая галактикам на пару заглатывать разделяющие их облака из газа и пыли, тянущиеся на 60,000 световых лет (менее одного диаметра галактики). Столкновение газов, вызванное взаимодействием галактик, запускает цепочку взрывов звездообразования в каждой галактике. Розовые пятна на изображениях - это области образования звезд, которые и образуют спиральные руки в каждой галактике. Они встречаются во многих спиральных системах, но в галактике NGC 5426 они особенно яркие. Источники активного образования звезд заметны в самом мостике, соединяющем галактики и в диске, и спиральных "руках" галактики NGC 5427. Пока галактика NGC 5426 ближе к нам, чем ее соседка, но за миллионы лет картина будет меняться.

Такие гравитационные взаимодействия между галактиками можно наблюдать довольно часто (особенно в плотно населенных галактических кластерах), они играют важную роль в эволюции галактик.

Рис. 2. Снимок галактик полученный на 2.5-метровом телескопе.

Актуальность

Исследования взаимодействующих галактик позволят установить истинные масштабы гравитационного влияния и его подлинную роль в эволюции галактик.

Параметры галактики NGC 5426

Экваториальные координаты галактики (2000): [2]

a = 14^h 03^m 24^s;
d = -6° 04' 00".

Угловые размеры: 3’.0 x 1’.6;

Блеск 12^m.1;

Лучевая скорость 2572 +/-5 км/c.

Параметры галактики NGC 5427

Экваториальные координаты галактики (2000):

a = 14^h 03^m 24^s;
d = -6° 02' 00".

Угловые размеры: 2’.8 x 2’.4;

Блеск 11^m.4;

Лучевая скорость 2618 +/-3 км/c.

Сейфертовская галактика 2 типа.

Наблюдения

Рис. 3. Съемка осуществлялась на телескопе Фолкеса 23 апреля 2007 г. NGC 5426 (в центре), NGC 5427 (вверху).

Размеры кадра 1024 х 1024 пикселя, что соответствует 4’6 x 4’6.

Таблица 1. Время экспонирования в разных фильтрах.

Фильтр	R G B	I	H_a	OIII
Всемирное время (UT)	11^h 14^m	11^h 19^m	11^h 23^m	11^h 26^m
Время экспонирования (сек)	200	200	200	120

Обработка наблюдений

Обработка изображений осуществлялась с помощью программы IRIS, версия 5.55 [3]

Рис. 4. Изофоты галактик получены в фильтре В.

На рис. 4 хорошо видно, что галактики соединяются перемычкой.

Рис. 5. Изофоты галактик получены в фильтре В.

Исследуя изофоты ядер галактик на рис. 5. можно отметить, что ядро NGC 5427 ярче ядра NGC 5426. Это может быть объяснено тем, что NGC 5427 является сейфертовской галактикой.

Рис. 6. Изофоты центральной части галактики NGC 5427 в красном (R) фильтре

Анализируя рис. 6 можно предположить, что ядро галактики NGC 5427 имеет небольшую перемычку, а также более яркие внутренние спиральные ветви сильнее вытянуты по направлению к NGC 5426.

Рис. 7. Изофоты галактик в фильтре V

На рис. 7 представлены изофоты галактик в фильтре V. Хорошо видно, что они сливаются. Излучение фона между ними заметно ярче, чем на краях кадра. И если на изображениях в В лучах видна только перемычка, состоящая по-видимому из голубых горячих звезд, то на основе рис. 6 можно сделать вывод, что галактики объединены также и пылевой материей, которая, как правило, ярче наблюдается более красных лучах.

Рис. 8. Изофоты галактик полученные в фильтре Н_альфа

Исследуя рис. 8 можно сделать вывод, что в спиральных рукавах NGC 5427 присутствует намного больше водорода, чем NGC 5426, этот факт также подтверждают и другие авторы [4].

Рис. 9. Профиль галактики NGC 5426 в фильтре R, проходящий с востока (слева) на запад.

Рис. 10. Распределение интенсивности излучения в фильтре R для NGC5426.

Рис. 11. Профиль, проходящий с востока (слева) на запад галактики NGC 5427 в фильтре R.

Рис. 12. Распределение интенсивности излучения в фильтре R для NGC 5427 по профилю, проходящему с востока (слева) на запад.

Рис. 13. Профиль, проходящий с севера (верх) на юг галактики NGC 5427 в фильтре R.

Рис. 14. Распределение интенсивности излучения в фильтре R для NGC 5427 по профилю, проходящему с юга на север.

Измерив с помощью профилей и изофот изображения галактик получили их размеры. Так у NGC 5426 диаметр по направлению Е-W равен 1’.2, а N-S составляет 1’.8. Галактика NGC 5427 была измерена только в направлении Е-W, так как северная ее часть не вся поместилась в кадр, и она равна 2’.2.

Было определено расстояние между центрами галактик (рис. 15, 16). Оно составило 2’.2.

Рис. 15. Профиль, проходящий через центры галактик.

Рис. 16. Распределение интенсивности излучения в фильтре R для NGC 5427 (слева) и NGC 5426 по профилю, проходящему через центры галактик. Синий линией показан уровень фонового излучения.

Определение расстояния до галактик и оценка их размеров

V = H * r , [5]

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

V - лучевая скорость галактики;

r - расстояние до галактики.

Расстояние, полученное таким образом, составляет до NGC 5426 - 34,29 Мпк, а до NGC 5427 - 34,91

Зная расстояние, найдем размеры галактик по формуле D = r * d / 206265,

где r - расстояние до галактики;

d - размер в секундах;

D - размер в парсеках;

206265 - число секунд в радиане.

Отсюда линейные размеры NGC 5426 равны 18 х 12 Кпк, а у NGC 5427 – 22 Кпк. Данные размеры характерны для спиральных галактик. Так для сравнения размер нашей Галактики составляет 30 килопарсек.

Заключение

В работе подробно осуществлено морфологическое исследование галактик. Выявлен ряд деталей, которые ранее небыли описаны.

По результатам наблюдений на телескопе Фолкеса определены физические размеры NGC 5426, NGC 5427. Они несколько меньше, так как исследуемые изображения, получены с небольшими экспозициями по сравнению с каталожными. И таким образом периферийная часть галактик не проработалась.

Подтверждено присутствие большого количества водорода в спиральных ветвях NGC 5427 по сравнению с NGC 5426.

Доказано взаимодействие галактик не только наличием ветви, но и присутствием большого количества пылевой материи между ними.

Используемые источники

1. WWW.INAUKA.RU

2. NASA/IPAC EXTRAGALACTIC DATABASE.

3. http://www.astrosurf.com/buil

4. THE ENVIRONMENTS OF SUPERNOVAE IN POST-REFURBISHMENT HUBBLE SPACE TELESCOPE IMAGES. SCHUYLER D. VAN DYK, CHIEN Y. PENG, AARON J. BARTH, AND ALEXEI V. FILIPPENKO. 1999AJ....118.2331V.

5. Левитан Е. П. Астрономия. Учебник для 11 класса. 1998 г.