Коллективные движения "плоских" галактик 2mass обзора в местной вселенной тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.02, кандидат физико-математических наук Митронова, София Николаевна

• Митронова, София Николаевна
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Митронова, София Николаевна

Введение

1 Обзор работ по теме "Крупномасштабные течения в Местной вселенной"

1.1 Фундаментальное значение задачи

1.2 Выбор тонких спиральных галактик для изучения крупномасштабных потоков, их рассеяние на зависимости Талли-Фишера.

1.3 Инфракрасный обзор 2MASS, каталог XSC и атлас XS.

1.4 Фотометрические особенности плоских спиральных галактик в 2MASS

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Коллективные движения "плоских" галактик 2mass обзора в местной вселенной»

Изучение космических течений во Вселенной является одной из фундаментальных задач современной внегалактической астрономии. Хаббловское расширение Вселенной характеризуется скоростью разбегания галактик cz, пропорциональной расстоянию г до них: cz = Ног, где Но - постоянная Хаббла, с - скорость света. Закон справедлив в пределах Хаббловского радиуса, равного с/Но ~ 4 • 103 Мпк, и предполагает изотропное расширение однородной Вселенной.

Наблюдательные данные свидетельствуют о том, что структуру Вселенной можно считать однородной только на больших масштабах, с уменьшением масштаба растет вклад местных неоднородностей в распределение вещества.

1 Отклонения от однородного Хаббловского расширения, вызванного крупномасштабными гравитационными воздействиями, представляют особый интерес для проверки различных космологических моделей (Пиблс 1983). Мерой отклонений является пекулярная скорость галактики, для определения которой необходимо, помимо Хаббловского, иметь независимое определение расстояния.

Основным массовым методом определения расстояний до спиральных галактик является зависимость Талли-Фишера (Tully & Fisher, 1977), а до галактик ранних типов (Е и SO) с доминирующими балджами — зависимость Фабер-Джексона (ФД) - Faber &; Jackson (1976), ее усовершенствованный вариант — метод Фундаментальной плоскости (ФП) (Djorgovski & Davis 1987) и, как разновидность ФП, метод Dn — о (Dressier et al. 1987), которые применяются в основных современных программах (Colless et al. 2001, Smith et al. 2000, Borgani et al. 2001). Точность определения индивидуальных расстояний этими методами составляет порядка 20%, а расстояния, на которых они применимы, могут достигать сотен мегапарсек.

В последние годы разработаны более точные методы определения расстояний, где индикатором расстояния является абсолютная величина сверхновых SNIa (Riess et al. 1997), либо флуктуации поверхностной яркости галактик, SBF (Tonry et al. 2000). По SNIa можно оценивать расстояния в сотни Мпк и с точностью до 8%. Методом SBF можно оценивать расстояния до десятков Мпк с точностью 10-20%. К сожалению, эти методы не могут носить массовый характер: число измеренных сверхновых невелико, а измерения флуктуации поверхностной яркости галактик слишком трудоемки.

Впервые анизотропия движений галактик была обнаружена еще в 1976 г. (Rubin et al. 1976), но только в 80-х годах началось серьезное изучение проблемы (Aaronson et al. 1982, Linden-Bell 1988). В первых работах использовались немногочисленные выборки галактик, случайным образом распределенных по небу; были исследованы галактики разных морфологических классов в общем поле и скоплениях с применением различных методов определения расстояний. Результатами явились параметры коллективного движения галактик в простом диполыюм приближении. Полученные разными авторами координаты апекса коллективного движения сходились с точностью ~ 25°, амплитуды отличались в 2-3 раза.

За 20 лет активного изучения нехаббловских течений накоплен огромный наблюдательный материал (см., например, обзоры Willick (2000), Courteau & Dekel (2001), Zaroubi (2002) и цитируемую там литературу), относящийся отдельно к Е и S галактикам, к галактикам поля и членам скоплений и т.д. Работы различных групп отличаются также глубиной изучаемых выборок и особенностями распределения галактик по небу.

При помощи независимого определения расстояния уточняется величина постоянной Хаббла. За последние 30 лет значение Но изменилось от интервала неопределенности 50 -г-100 км- с-1* Мпк-1 до уверенного значения, равного 70 ± 6 км- с-1- Мпк-1 в объеме до 200 Мпк (Theureau et al. 1997, Giovanelli et al. 1999, Sakai et al. 2000, Tully & Pierce 2000, Freedman et al. 2001). В обозначенном интервале находится самая точная на настоящий момент оценка Н0 = 71 ±4 км- с-1- Мпк-1 (Spergel et al. 2003).

По особенностям распределения спиральных галактик на ТФ диаграмме, а также элиптических и линзовидпых галактик скоплений на зависимости ФД (Djorgovski & Davis 1987, Hoessel et al. 1987), можно получить указания о количестве темной материи в галактиках разных светимостей (Persic & Salucci 1990). Эта зависимость отражает относительное содержание видимой и темной (невидимой) материи на основе вириаль-ного баланса между кинетической и потенциальной энергией в галактиках.

Измерения радиальных компонент пекулярных скоростей галактик позволяют определить модуль скорости и направление их коллективного движения. Для стандартной ACDM модели ожидается, что в системе микроволнового излучения (ЗК-системе) коллективная скорость стремится к нулю с увеличением рассматриваемого объема. Поэтому измерение дипольной компоненты на разных масштабах необходимо для определения того объема, в котором происходит конвергенция потока.

В итоге многолетних наблюдений были найдены основные компоненты коллективного движения галактик на разных масштабах. Между оценками величины скорости

220 км с-1) и направления коллективных движений галактик, полученных разными авторами на шкале ~60 Мпк, нет существенных противоречий. На этой глубине в пределах ошибок хорошо согласуются данные для Е и S галактик, галактик поля и скоплений, независимо от метода определения расстояний (см. Табл.1 в обзоре Zaroubi (2002)). Сейчас эти значения уточняются за счет увеличения объема и качества наблюдательного материала.

На расстояниях 100 - 150 Мпк получены две группы результатов. Результаты первой группы хорошо согласованы: скорость коллективных движений составляет 0 - 200 км с-1, а координаты апекса в пределах ошибок совпадают между собой и близки к направлению на избыток числа точечных источников на небе из PSCz-каталога IRAS (Saunders et al. 2000). По 522 спиральным галактикам в скоплениях Эйбелла методом ТФ Dale et al. (1999) определили модуль коллективной скорости V = 75 ± 92 км с-1 и положение апекса I = 289°, b = 25°(г ~ 150 Мпк). По 85 SNIa Riess et al. (1997) получили положение апекса I = 282°, b = —2° при величине скорости, мало отличающейся от нулевой. Результаты, полученные методом ФП (Colless et al. 2001), относятся к далеким Е галактикам в скоплениях, расположенных в направлениях Hercules-Corona Borealis и Perseus-Pisces-Cetus на расстояниях HqT = 6000 — 15000 км с-1 (EFAR). Авторы получили, что скорость коллективного движения в исследуемых объемах не противоречит гипотезе о нулевом ее значении на 5% уровне значимости. Важно, что конвергенция коллективных потоков в этой группе результатов получена для разных типов объектов и с применением различных методов определения расстояний.

Вторая группа результатов характеризуется высоким значением модуля коллективной скорости (V ~ 700 км с-1) и значительным разбросом положения апекса. Lauer & Postman (1994) по 119 скоплениям галактик Эйбелла со скоростями до 15000 км с-1 (LP), основываясь на фотометрии ярчайших галактик в скоплениях, определили параметры движения относительно ЗК-системы: V = 689 ± 178 км с-1, I = 343°, Ъ = 52°(±23°). Willick (1999) нашел параметры коллективного движения 15-и Эйбелловских скоплений галактик, расположенных на расстоянии 120 Мпк, V = 720±280 км с-1,1 = 272°, Ъ = 10° (метод ТФ). В работе Hudson et al. (2004) для 56 скоплений Эйбелла (выборка SMAC), простирающихся до HqT ~ 12000 км с-1 с эффективной глубиной выборки Ноге = 6300 км с-1, найдены параметры коллективного движения в ЗК системе: V = 687 ± 203 км с-1, I = 260° ± 13°, b = 0° ± 11°. Авторы считают, что такую высокую скорость, помимо концентрации Шепли, должны обеспечивать еще более далекие аттракторы. Hudson (2003) сделал попытку согласовать противоречивые данные на глубинах от 6600 км с-1 до 11000 км с-1, считая, что разреженность и малочисленность выборки приводит к большим ошибкам пекулярных скоростей. Если исключить выборку LP, то на уровне 2а можно согласовать результаты с большими и малыми коллективными скоростями. Выборка, объединяющая обзор SMAC с другими, дает коллективный поток со скоростью 350 ± 80 км с-1 в направлении I = 288°, 6 = 8°.

В использовании скоплений галактик для изучения коллективных движений есть свои преимущества и недостатки. Определение расстояний до скоплений базируется па усреднении расстояний, полученных до отдельных его членов, что уменьшает ошибку. Однако число измеренных галактик в скоплениях как правило невелико. Кроме того, остается возможность включения галактик, фоновых по отношению к скоплению. Количество измеренных скоплений по разным работам колеблется примерно от двух десятков до сотни. Даже в случае более или менее равномерного распределения по небу, выборки скоплений сильно разрежены из-за малочисленности.

Ошибки измерений пекулярных скоростей галактик поля достаточно велики и растут с увеличением расстояния и ростом неполноты выборки. Этот недостаток компенсируется возможностью увеличения выборки до сотен и даже тысяч галактик путем объединения различных каталогов.

Примером объединения нескольких каталогов пекулярных скоростей для определения параметров коллективного движения является каталог Marklll (Dekel et al. 1999). В этот каталог вошли 2437 Е и S галактик скоплений и поля, расположенных на R < 60 Мпк. Относительно ЗК-системы галактики Marklll движутся с коллективной скоростью V = 370 км с-1 в направлении / = 305°, Ь = 14°. Такая скорость кажется достаточно высокой по сравнению со значениями V, полученными для других выборок, расположенных в том же объеме. Причина расхождения, как полагают авторы, может быть в неопределенности взаимной калибровки разнородных выборок.

Таким образом, для более определенного решения вопроса о масштабе конвергенции коллективных потоков необходима обширная однородная выборка галактик, равномерно и достаточно плотно распределенных по небу и имеющая большую глубину. Этим условиям удовлетворяет каталог плоских галактик, видимых с ребра, RFGC (Revised Flat Galaxy Catalogue) - Караченцев и др. (1999).

В RFGC входят 4236 галактик с оптическим угловым диаметром а > О.'б и видимым отношением осей а/b > 7. К настоящему времени RFGC является наиболее глубокой, морфологически однородной выборкой спиральпых галактик, охватывающей все небо. Она обладает необходимой полнотой (Feldman et al. 2003) для изучения крупномасштабных космических течений галактик. Около 3000 объектов каталога имеют достаточно надежную J,H,K-фотометрию в обзоре 2MASS (Cutri &; Skrutskie 1998), а 1327 из них — оценки лучевых скоростей Vh и ширин водородной линии W50 (Караченцев и др. 2000b), необходимые для построения диаграммы ТФ.

Пополнение выборки RFGC для изучения космических потоков предполагает новые измерения Vh и W50 у галактик RFGC. Такая программа, в частности, ведется с 2001 года на 100-метровом радиотелескопе в Эффельсберге Huchtmeier et al. (2005), Митроновой и др. (2005). Принципиально другая возможность — это создание более глубокой однородной выборки поздних спиралей на основе инфракрасного обзора 2MASS (2MFGC) (Митроиова и др. 2004).

Поскольку отношение осей, а/6, характеризует соотношение дисковой и сферической составляющей галактик, то галактики, ориентированные с ребра, привлекательны и для изучения структуры галактических дисков. Только при такой ориентации галактик возможно изучение их вертикальных структур. В видимом диапазоне такую работу провели van der Kruit & Searle (1981a, 19816,1982), в радиодиапазоне - Mathewson et al. (1999), van der Kruit (2001). Структуре и кинематике дисков галактик, ориентированных с ребра, посвящена работа Kregel (2003). Данные RFGC каталога были использованы в работах Bizyaev & Mitronova (2002), Mitronova & Bizyaev (2005), Засова и др. (2002) при изучении структуры дисков спиральных галактик в ближнем ИК диапазоне. Поиску и изучению свойств гало плоских галактик посвящена работа Dalcanton & Bernstein (2002).

Актуальность проблемы

Актуальность изучения коллективных движений галактик во Вселенной обусловлена прежде всего тем, что результаты представляют ценную информацию для проверки различных космологических моделей (Peebles, 1983). Уточняются наши представления о крупномасштабных структурах (сверхскопления, пустоты, стены и волокна) в распределении галактик. Неоднородности плотности и скорости, вероятно, проявляются и в характере космического микроволнового излучения. Причем, температура реликтового излучения зависит от направления движения, амплитуда же этих вариаций связана с амплитудой неоднородностей плотности и скорости вещества в современной Вселенной. Решение данной проблемы представляет особый интерес, так как содержит информацию об относительном содержании и распределении темного вещества и его вкладе в общую кинематику крупных объектов в Местной вселенной. Полученный в работе каталог пекулярных скоростей 2680 "плоских" галактик на материале однородного ИК обзора 2MASS и построенная сглаженная картина поля пекулярных скоростей с рекордной точностью по координатам и глубине является существенным шагом наблюдательной астрофизики.

Цели и задачи исследования

Целыо данного диссертационного исследования является составление обширной и однородной выборки плоских галактик, построение поля пекулярных скоростей и изучение коллективных движений спиральных галактик в Местной вселенной (z < 0.1). Работа выполнена на основе однородного фотометрического материала 2MASS обзора

Two Micron All Sky Survey) с использованием радио- и оптических- данных по лучевым скоростям и амплитуде вращения галактик, полученных на различных телескопах. В ходе исследований были решены следующие задачи:

1. Изучение свойств плоских галактик в ИК-диапазоне на примере RFGC галактик, видимых в 2MASS обзоре.

2. Исследование особенностей зависимости Талли-Фишера для плоских галактик в J-, Н- ,Ка- полосах и сравнение их параметров с голубой (Bt) и красной (I) ТФ-зависимостыо.

3. Изучение свойств дисков спиральных галактик и их параметров на материале 2MASS-RFGC галактик.

4. Создание каталога плоских галактик, отобранных из 2MASS обзора (2MFGC).

5. Проведение наблюдений плоских галактик на волне 21 см.

6. Создание каталога пекулярных скоростей плоских галактик, отобранных из 2MASS обзора (2MFGC).

7. Построение сглаженного поля пекулярных скоростей плоских галактик и определение параметров их коллективного движения.

Научная новизна работы

1. Составлен новый каталог 18020 плоских галактик, видимых в 2MASS. К настоящему времени каталог является наиболее обширным и однородным по морфологии и распределению объектов на небе для определения параметров коллективных движений галактик. По DSS картам и при помощи системы Aladin sky atlas впервые измерены угловые размеры, позиционные углы и определены морфологические типы более тысячи галактик.

2. По результатам J,H,KS 2МА83-фотометрии построены ИК зависимости Талли-Фишера и впервые определены расстояния до ~ 4000 спиральных галактик каталогов RFGC и 2MFGC.

3. На распределении 1100 RFGC галактик по абсолютным величинам и показателям цвета Мк ос В — К впервые показана довольно тесная корреляция "цвет-светимость" со стандартным отклонением 07*86. Поскольку цвет галактики не зависит от ее расстояния, то соотношение "цвет - светимость" для галактик с ребра может использоваться для определения расстояния в той же манере, что и обычная зависимость ТФ. Такая возможность обсуждалась ранее Tully et al. (1982).

4. Исследовано поле пекулярных скоростей 2395 плоских спиральных галактик, отобранных по данным инфракрасного обзора неба 2MASS. Построена наиболее подробная и однородная карта пекулярных скоростей. Найдены параметры диполя коллективного движения галактик в объеме z = 0.03. Определен масштаб и величина возможного затухания пекулярных скоростей (конвергенция) плоских галактик из 2MFGC каталога.

5. При помощи 100-м радиотелескопа в Эффельсберге впервые измерены потоки, лучевые скорости и ширины линий HI для 81 галактики. Уточнены параметры излучения линии HI у более 300 галактик. Для всех детектированных галактик определены глобальные HI характеристики.

6. Впервые найдены параметры дисков 153 спиральных галактик на базе 2MASS фотометрических данных. Определены радиальные и вертикальные шкалы, а также депроектированные центральные поверхностные яркости галактических дисков. Замечена сильно выраженная корреляция между центральной поверхностной яркостью и отношением вертикальной шкалы к радиальной.

Научная и практическая ценность работы

1. Составленный из 2MASS обзора каталог 18020 плоских галактик (2MFGC), содержащий J-, Н- и if-величины, размеры, позиционные углы, величины сжатия и отождествления с известными оптическими каталогами, является наиболее однородной и обширной выборкой для использования его в космологических задачах. Специфика отбора галактик в каталог позволяет использовать его в исследовании параметров дисков спиральных галактик, в поиске и изучении гало спиральных галактик.

2. Каталог пекулярных скоростей 2680 спиральных галактик поздних типов из 2MFGC, содержащий сводную таблицу оптических характеристик и радиоданных, полученных на крупнейших телескопах мира, может быть использован для массового определения расстояний, изучения космических (не-хаббловских) течений галактик, проверки теоретических моделей образования и эволюции крупномасштабной структуры. В ходе выполнения работ по составлению каталога 2MFGC и каталога пекулярных скоростей плоских галактик были приведены к единой системе многочисленные наблюдательные данные; проведены измерения угловых размеров, позиционных углов и морфологических типов более 1000 галактик по DSS картам и при помощи системы Aladin sky atlas.

3. Построенная наиболее подробная и однородная карта пекулярных скоростей, и найденные с достаточно высокой точностью 10° по координатам и ~ 15% по скоростям) параметры диполя имеют важное значение для современного представления о крупномасштабной структуре Местной вселенной и ее динамике.

4. По наблюдениям на 100-м радиотелескопе в Эффельсберге измерены потоки, лучевые скорости и ширины линий HI для 81 галактики. Уточнены параметры излучения линии HI у более 300 галактик. Для всех детектированных галактик определены глобальные HI характиристики.

5. На примере 153 наиболее крупных RFGC галактик показана уникальная возможность измерения параметров дисков спиральных галактик в 2MASS полосах.

На защиту выносятся:

1. Определение расстояний и пекулярных скоростей у 1200 плоских галактик RFGC каталога, видимых с ребра, по инфракрасной зависимости Талли-Фишера (ТФ) с использованием данных 2MASS обзора. Определение величины и направления их коллективного движения в объеме ~ 100 Мпк. Зависимость "цвет - светимость" как новая возможность массового определения расстояний до спиральных галактик.

2. Создание каталога 18020 плоских спиральных галактик (2MFGC), отобранных из 2MASS обзора по ИК отношениям осей Ь/а < 1/3. Каталог содержит J-, Н-, К3-величины, размеры, позиционные углы и видимые сжатия галактик. В настоящее время, каталог 2MFGC представляет собой самую обширную и однородную выборку спиральных галактик позднего типа, которая охватывает все небо.

3. Результаты наблюдений на 100-м радиотелескопе в Эффельсберге (Германия) около 400 плоских спиральных галактик из каталогов RFGC и 2MFGC. Определение их лучевых скоростей, амплитуд вращения, водородной массы, светимости и других глобальных характеристик.

4. Определение параметров вертикальной шкалы звездных дисков спиральных галактик, ориентированных "с ребра" по результатам анализа их 2MASS изображений с применением оригинальных программ обработки.

5. Создание самой представительной выборки пекулярных скоростей 2680 спиральных галактик, распределенных по всему небу.

6. Определение параметров апекса коллективного движения плоских спиральных галактик из нового 2MFGC каталога. Построение карты усредненных пекулярных скоростей с разрешением ~ 20° в объеме z < 0.03. В системе космического микроволнового излучения (ЗК) коллективное движение плоских 2MFGC галактик характеризуется амплитудой (224 ± 36) км с-1 в направлении с галактическими координатами I = 302° ±9°, b = —8° ± 7°, что согласуется с положением центроида близких массивных рентгеновских скоплений, а также близких скоплений в Гидре, Центавре и сверхскопления Шепли.

Структура и объем диссертации

Общий объем диссертации составляет 219 страниц, 54 рисунка и 19 таблиц. Список литературы содержит 177 наименований.

Диссертация состоит из Введения, пяти Глав, Заключения, списка литературы и четырех Приложений.

Заключение диссертации по теме «Астрофизика, радиоастрономия», Митронова, София Николаевна

Заключение

Космические течения во Вселенной как отклонения от однородного Хаббловского расширения, вызванные крупномасштабными гравитационными воздействиями, представляют большой интерес для проверки различных космологических моделей. Независимые методы определения расстояний до галактик, разработанные в последние 30 лет, наряду с появлением новых фотометрических обзоров неба, позволили осуществить массовые измерения пекулярных скоростей галактик и определить модуль скорости и направление их коллективного движения.

В данной диссертации был применен метод Талли-Фишера для определения расстояний до спиральных галактик, ориентированных с ребра. Исследования коллективных течений галактик базируются на использовании однородных инфракрасных фотометрических данных из 2MASS обзора, а также на литературных и оригинальных измерениях лучевых скоростей и амплитуд вращения галактик в радио- и оптических диапазонах.

Суммируя основные этапы работы, в заключение можно перечислить следующие результаты:

1. По итогам изучения свойств RFGC галактик в 2MASS обзоре отмечены основные ИК особенности плоских спиральных галактик. Вследствие короткого времени экспозиции, угловые размеры галактик в 2MASS примерно в 2 раза меньше оптических. Периферийные области дисков галактик (К3 > 20т/Ш") недоступны обзору, поэтому оптически отобранные плоские галактики выглядят в 2MASS более круглыми. Средние инфракрасные отношения осей, а/b, почти вдвое меньше оптических, что свидетельствует об известном факте, что сферическая составляющая галактик в среднем является более красной, чем ее диск. Примерно 29% RFGC галактик ие детектируются в 2MASS, однако высокое качество 2МА88-фотометрии с типичной внутренней ошибкой ~ 0746 позволяет использовать J,H,K-величины для построения зависимости Талли-Фишера.

2. В результате проведенного анализа вертикального и радиального распределения инфракрасной поверхностной яркости в дисках плоских галактик, наблюдаемых в

2MASS обзоре, выявлена сильно выраженная зависимость отношения вертикальной шкалы к радиальной, zo/Re, с депроецироваппой центральной поверхностной яркостью So. Галактики с более низкой So выглядят более тонкими и имеют более низкие отношения zo/Re, однако линейные значения радиальной и вертикальной шкал зависят от центральной поверхностной яркости в гораздо меньшей степени. Вертикальная шкала тонких звездных галактических дисков почти не зависит от радиуса галактик и практически не меняется в широком диапазоне расстояний от центра.

3. Диаграмма ТФ в полосах B,I,J,H и К имеет типичный разброс 07*5 — О^б, который может быть существенно уменьшен, если учитывать поверхностную яркость, индекс концентрации, отношение осей и другие параметры плоских галактик. Наклон полученных ТФ зависимостей регулярно возрастает с длиной волны от 4.9 в В до 9.3 в К полосе, что в основном обусловлено внутренним поглощением в плоских галактиках: голубоватые карликовые галактики являются практически прозрачными системами, а внутреннее поглощение самых массивных галактик с ширинами линий Wc ~ 550 км/с достигает 1™8 в В полосе. Согласно двухцветным диаграммам RFGC галактик, селективное внутреннее поглощение в них аналогично поглощению в Млечном пути.

4. Успешное применение инфракрасной зависимости Талли-Фишера к плоским галактикам каталога RFGC для определения параметров коллективного движения показало целесообразность создания нового каталога "плоских" галактик, отобранных из 2MASS обзора (2MFGC), а изучение свойств RFGC-галактик в 2MASS и сопоставление с оптическими данными позволили выработать критерии отбора объектов при его создании. В результате из ~ 1.4 млн. протяженных объектов (XSC) 2MASS обзора мы отобрали 18020 самых плоских галактик с видимым отношением осей a/Ъ > 3. Анализ распределения галактик в новом каталоге по отношению осей дает медианное значение а/Ъ = 4, что близко к медианному значению а/Ъ = 4.1 для галактик RFGC, отождествленных в XSC 2MASS. Оба каталога сходны по своему морфологическому составу и содержат около 80% спиральных галактик поздних классов. На настоящее время 2MFGC каталог является наиболее многочисленной, глубокой и морфологически однородной выборкой спиральных галактик поля, что является важным условием для изучения коллективных движений галактик.

5. В результате радионаблюдений 362 галактик RFGC и 14 галактик из 2MFGC каталога, проведенных в линии HI на 100-м радиотелескопе в Эффельсберге, были измерены HI потоки, лучевые скорости и ширины линий HI у 186 плоских галактик. Средняя глубина выборки детектированных RFGC галактик составляет 4823 км- с-1, что соответствует 64 Мпк при Н0 = 75 км* с-1- Мпк-1; отношение полной (индикативной) массы галактик к их светимости заключено в диапазоне 0.4 -8.2 со средним значением 3.8 (Mq/Lq), а средняя удельная масса нейтрального водорода составляет 13%.

6. С применением методики коррекции и чистки наблюдательных данных, разработанной для галактик "с ребра" (RFGC), вычислены ИК ТФ-расстояпия и пекулярные скорости для плоских галактик, отобранных из 2MASS обзора (2MFGC). Составленный каталог пекулярных скоростей 2680 плоских спиральных галактик 2MFGC (Приложение D) содержит самые новые данные, полученные на крупнейших телескопах мира. Равномерное распределение объектов по небу при однородности фотометрического и морфологического состава гарантирует успешное применение каталога для решения космологических задач.

7. Построено поле пекулярных скоростей "плоских" 2MFGC галактик и определены параметры их коллективного движения в объеме z = 0.03. Вычисленные амплитуда V = 224 ± 36 км с-1 и направление (I = 302° ± 9°, b = -8° ± 7°) коллективного потока по 2658 "плоским" 2MFGC галактикам находятся в хорошем согласии с нашими дипольными решениями по оптически отобранным плоским галактикам (RFGC) и практически совпадают со средними взвешенными значениями по пяти самым представительным выборкам галактик (V = 225 ± 47 км с-1, I = 295° ± 3°, b = +6° ±5°). Положение апекса коллективного потока находится близко к области расположения центроида IRAS-источников (I = 258°, b = +30°), центроида 2MASS галактик (I = 278°, b = +38°) и центроида рентгеновских скоплений галактик {1 = 292°, 6 = +3°).

8. Полученные нами параметры местного крупномасштабного потока оказались устойчивыми по отношению к манере отбора галактик по их оптическим или ИК характеристикам, использованию на ТФ зависимости оптических или ИК светимостей. Параметры диполя мало меняются также, если в стандартную ТФ-зависимость между абсолютной величиной и шириной линии 21 см включаются другие регрессо-ры: отношение осей, поверхностная яркость, индекс концентрации и квадратичные комбинации этих регрессоров.

9. Характер уменьшения амплитуды потока с линейным масштабом рассматриваемого объема Местной вселенной свидетельствует о том, что около 60% амплитуды наблюдаемого коллективного движения галактик может быть вызвано массивными объектами (аттракторами), которые расположены за пределами объема в 50 Мпк.

10. Распределение пекулярных скоростей 2395 2MFGC галактик демонстрирует асимметричную картину: максимальные положительные скорости имеют пик около 350 км с-1, а отрицательные - всего 150 км с-1. Хотя дипольный характер распределения Vpec выражен отчетливо, но реальное поле пекулярных скоростей оказывается более сложным. Причем область положительных значений Vpec выглядит двухсвязной с главным пиком в зоне расположения скоплений Hydra-Centaurus, Norma, А3627 и Концентрации скоплений Шепли. Вторичный пик с амплитудой 150 км с-1 отождествляется со скоплениями Эйбелла А400 (170°, -45°) и А539 (196°, -18°). Область отрицательных средних пекулярных скоростей образует три широкие "мелководные впадины" с координатами (120°, +40°), (80°, -30°), (200°, +30°). Две первые расположены вблизи известной Пустоты в Волопасе и Местной Пустоты.

11. Различие в звездном населении карликовых и гигантских спиральных галактик и, особенно, во внутреннем поглощении в них, приводит к существованию тесной корреляции у плоских галактик между их цветом и светимостью. Умеренный разброс RFGC галактик на диаграмме цвет-светимость, 07*86, позволяет делать массовые оценки расстояния у галактик с ребра, основываясь на современных фотометрических обзорах неба типа 2MASS и SDSS, не прибегая к трудоемким измерениям ширины линии HI. В новом каталоге плоских галактик, отобранных из 2MASS, имеется представительная выборка из 5656 объектов, для которых можно применить этот метод. Значение добротности для этой выборки G = 8.7 довольно высокое (см. Таб. 13) и с учетом стремительных темпов измерения красных смещений в современных обзорах неба можно ожидать, что предлагаемый метод будет успешно использован в самом недалеком будущем.

Благодарности

В заключение выражаю искреннюю признательность моему руководителю проф. Игорю Дмитриевичу Караченцеву за постоянное внимание к работе, неоценимую поддержку в проведении исследований и многочисленные плодотворные обсуждения.

Благодарю соавторов В.Е.Караченцеву, Ю.Н.Кудрю и Д.Бизяева за активное сотрудничество, плодотворные дискуссии и помощь в работе, а также Т.Ярретта и В.Хухтмейера за сотрудничество и предоставленную возможность использования наблюдательного материала.

Выражаю признательность Д.Макарову за помощь в картографировании полей пекулярных скоростей. Благодарю всех сотрудников лаборатории Внегалактической Астрофизики и Космологии САО РАН за внимание и поддержку.

Особая благодарность моим детям Г.Митроновой и Т.Мисюряеву, О.Балмашновой и В.Балмашнову, а также брату И.Н.Хасьянову за моральную поддержку, любовь и заботу во время работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Митронова, София Николаевна, 2006 год

1. Borgani S., Bernardi M., da Costa L.M., Wegner G., Alonso M.V. et al. 2001, ApJ, 537, LI Bothun et al. 1991, ApJ, 376, 404

2. Bothun G.D., Mould J. 1987, Galaxy Distances and Deviations from Universal Expansion, Eds

3. Courteau S., Faber S., Dressier A., Willick J.A. 1993, ApJ, 415, L51 CF.

4. Cutri R.M., Skrutskie M.F. 1998. Two Micron All Sky Survey Status Report, BAAS, 30, 1374

5. Cutri R. M., Skrutskie M. F., van Dyk S. et al. 2003. 2MASS All Sky Catalog of point sources,

6. CDS/ADC Collection of Electronic Catalogues, 2246 da Costa L.N. et al. 1996, ApJ, 468, L5 da Costa L.N. et al. 2000, AJ, 120, 95 Dalcanton, J.J., Bernstein R.A. 2002, AJ, 124, 1328

7. Dale D.A., Giovanelli R., 1999, in: Proc. of the Cosmic Flows Workshop, Victoria, ed. S.Courteau, M. Strauss, J. Willick (astro-ph/9908362vl)

8. Dekel A., Eldar A., Kollat Т., et al. 1999, ApJ, 522, 1 Marklll. Dell' Antonio I.P., Bothun G.D., Geller M.J. 1996, AJ, 112, 1759de Vaucouleurs G., de Vaucouleurs A., Corwin H.G. et al. 1991, Third Reference Catalogue of Bright

9. Galaxies, Berlin, Springer RC3. Djorgovski S., Davis M. 1987, ApJ, 313, 59

10. D. Monnier Ragaigne, W. van Driel, S.E. Schneider, C. Balkowski, Т.Н. Jarrett 2003b, A&A, 408, 465

11. D. Monnier Ragaigne, W. van Driel, S.E. Schneider, Т.Н. Jarrett, C. Balkowski 2003a, AkA, 405, 99

12. Dressier A., Lynden-Bell D., Burstein D., et al. 1987, ApJ, 313, 42 Faber S.M., Jackson R.E. 1976, ApJ, 204, 668

13. Feldman H., Juszkiewicz R., Ferreira P. et al. 2003, ApJ, 596, Issue 2, L131

14. Freedman W.L., Madore В., Gibson B.K., et al. 2001, ApJ, 553, 47

15. Freeman K. 1970, ApJ, 160, 811

16. Freudling W. 1990, Ph. D. thesis Cornell University

17. Gerritsen J., de Blok W. 1999, A&A, 342, 655

18. Giovanelli R., Avera E., Karachentsev I.D. 1997, AJ, 114, 122

19. Giovanelli R., Dale D.A., Haynes M.P., et al. 1999, ApJ, 525, 25

20. Giovanelli R., Haynes M.P., Freudling W. et al. 1998, ApJ, 505, L91

21. Giovanelli R., Haynes M.P., Salzer J., et al. 1994, AJ, 107, 2036

22. Giraud E. 1987. A&A, 180, 57

23. Han M., Mould J. 1990, ApJ, 360, 448

24. Haynes M.P., Giovanelli R. 1984, AJ, 89, 758

25. Haynes M.P., Giovanelli R., Chamaraux P., et al. 1999b, AJ, 117, 2039 Haynes M.P., Giovanelli R., et al. 1999a, AJ, 117, 1668

26. Hoessel J.C., Oegerle W.R., Schneider D.P. 1987, AJ, 94, 1111 Huchra J., Davis M., Latham, Tonry J. 1983, ApJS, 52, 89

27. Huchtmeier W.K., Karachentsev I.D., Karachentseva V.E., et al. 2005, A&A, 435, 459 Huchtmeier W.K., Richter O.G. 1988, A&A, 203, 237 Hudson M.J. 2003, astro-ph/0311072

28. Hudson M.J., Smith R.J., Lucey J.R., et al. 2004, MNRAS, 352, 61 Jarrett Т.Н. 2000, Near-Infrared Galaxy Morfology Atlas, PASP, 112, 1008 Jarrett Т.Н. 2001, Bull. AAS, 2001 Jarrett Т.Н. 2004, PASA, 21, 396

29. Jarrett Т.Н. Chester Т., Cutri R., et al. 2000a, AJ, 119, 2498 Jarrett Т.Н., Chester Т., Cutri R., et al. 2000b, AJ, 120, 298 Jarrett Т.Н., Chester Т., Cutri R., Huchra J.P. 2003, AJ, 125, 525 Karachentseva V.E., Karachentsev I.D. 1998, A&AS, 127, 409

30. Karachentsev I.D., Karachentseva V.E., Huchtmeier W.K., Makarov D.I. 2004, AJ 127, 2031

31. Karachentsev I.D., Karachentseva V.E., Parnovsky S.L. 1993, AN, 314, 97 FGC.

32. Karachentsev I.D., Karachentseva V.E., Parnovsky S.L., Kudrya Yu.N. 1993, Astron. and Astrophys.

33. Transactions, 4, 143 Karachentsev I.D., Makarov D.I. 1996, AJ, 111, 535

34. Karachentsev I.D., Mitronova S.N., Karachentseva V.E., Kudrya Yu.N., Jarrett Т.Н. 2002, A&A, 396, 431

35. Karachentsev I.D., Smirnova A.N., 2002, Astrofizika, 45, Issue 4, 448

36. Kilborn V.A., Webster R.L., Staveley-Smith L., et al. 2002, "A Catalog of Hl-Selected Galaxies fromthe South Celestial Cap Region of Sky" Kocevski, D.D., Ebeling, H. 2005, astro-ph/0510106 Kogut A., Lineweaver C., Smoot G.F., et al. 1993, ApJ, 419, 1

37. Kraan-Korteweg R.C., Jarrett T. 2004, Nearby LSS and Zone of Avoidance, ASP Conference Series,

38. Vol. , A.P.Fairall and P.A.Woudt Kregel M. 2003, PhD thesis "Structure and Kinematics of Edge-on Galaxy Disks"Kapteyn Astronomical Institute, Groningen, The Netherlands Kron R.G. 1980, ApJS Ser., 43, 305

39. Makarov D.I., Karachentsev I.D., Burenkov A.N. et al. 1997b, Astron. Lett., 23, 638

40. Makarov D.I., Karachentsev I.D., Tyurina N.V. et al. 1997a, Astron. Lett., 23, 445

41. Mailer, A.H., Mcintosh, D.H., Katz N., Weinberg M.D. 2003b, ApJ, 598, LI

42. Mailer A.N., Mcintosh D.H., Katz N., et al. 2003, astro-ph/0303592

43. Masters K., Haynes M.P., Giovanelli R. 2005, astro-ph/0503271

44. Mathewson D.S., Ford V.L. 1996, AJ, 107, 97

45. Mathewson D.S., Ford V.L., Buchhorn M. 1992, ApJS, 81, 413

46. Mathewson D.S., Gallagher, J., van Driel W. 1999, AJ, 118, 2751

47. Matthews L. 2000, AJ, 120, 1764

48. Matthews L.D., van Driel W. 2000, AAS, 143, 421

49. Matthews L., Gallagher J., van Driel W. 1999, AJ, 118, 2751

50. Mitronova S., Bizyaev D. 2006, BAAS, 37, N4

51. Nikolaev S., Weinberg M.D., Skrutskie M.F. et al. 2000, AJ, 120, 3340

52. Nilson P. 1973. Uppsala General Catalogue of Galaxies, Uppsala Astron. Obs. Ann., Bd.6 UGC. Odewahn S.C., Aldering G. 1995, AJ, 110, 2009

53. Odewahn S.C., Windhorst R., Driver S.P., Kiel W.C. 1996, ApJ, 472, L13

54. Oort J.H. 1981. Preprint Sterrewacht Hyugens Laboratorium, Leiden; Ann. Rev. Astron. and Astrophys., 1983

55. Parnovsky S.L., Karachentsev I.D., Karachentseva V.E. 1994, MNRAS, 268, 605 Partridge R.B. 1980, Phys. Scripta, 21, 624

56. Peebles P.J.E. 1980, The Large-Scale Structure of the Universe (Princeton University Press, 1980).

57. Persic M., Salucci P. 1990, ApJ, 355, 44

58. Pierce M.J., Tully, R.B. 1988, ApJ, 330, 579

59. Pohlen M., Dettmar R.-J., Lutticke R. 2000, A&A, 357, LI

60. Radburn-Smith D.J., Lucey J.R., Hudson M.J. 2004, astro-ph/0409551

61. Rahman N., Shandarin S. 2003, astro-ph/0310242

62. Rahman N., Shandarin S.F. 2004, MNRAS, 354, Issue 1, 235

63. Reshetnikov V., Combes F. 1997, A&A, 324, 80

64. Riess A.G., Davis M., Baker J., et al. 1997, ApJ, 488, LI SNIa.

65. Roberts, M.S., Haynes M.P. 1994, Ann.Rev.Astron.Astrophys. 32, 115

66. Rubin V.C., Graham J.A. 1987, ApJ Lett., 316, L67

67. Sachs R.K., Wolfe A.M. 1967, ApJ, 147, 73

68. Sakai S., Mould J.R., Hughes S.M.G., Huchra J.R, et al. 2000, ApJ, 529, 698 Sandage A., Tammann G.A. 1976, ApJ, 210, 7

69. Saunders W., Sutherland W.J., Maddox S.J., et al. 2000, MNRAS, 317, 55

70. Schlegel D.J., Finkbeiner D.R, Davis M. 1998, ApJ, 500, 525

71. Schwarzkopf U., Dettmar R.-J. 2000 A&AS, 144, 85

72. Silk J. 1968, ApJ, 151, 459

73. Skrutskie M. 2001a, Sky and Telescope, 102, 7, 34

74. Skrutskie M. 2001b, Sky and Telescope, 102, 7, 38

75. Skrutskie M.F., Schneider S.E., Stiening R. et al. 1997, in: The Impact of Large Scale Near-IR Sky

76. Surveys, ed. F. Garzon et al., Kluwer, Dordrecht, ASSL, 210, 25 Smith R.J., Lucey J.R., Hudson M.J., Schlegel D.J., Davies R.L. 2000, MNRAS, 313, 469 Spergel D.N., Verde L., Peiris H.V., et al. 2003, astro-ph/0302209

77. Vaucouleurs G., de, Vaucouleurs A. de, Corwin H.C., et al., Third Reference Catalogue of Bright

78. Galaxies, New York, Springer, 1991, 1-3 Verheijen M.A. 2001, ApJ, 563, 694 Verheijen M.A. 2001, ApJ, 563, 694 Verheijen M.A., Sancizi R. 2001, A&A, 370, 765 Willick J. A. 1990, ApJ, 351, L5

79. Willick J.A. 1991, Ph. D. Thesis, Univ. of California, Berkeley W91PP. Willick J.A. 1999, ApJ, 522, 647 Willick J.A. 2000, astro-ph/0003232.

80. Willick J. A., Courteau S., Faber S. M. et al. 1997, ApJS, 109, 333 Mark III.

81. Willick J.A., Courteau S., Faber S.M. et al. 1997, ApJS, 109, 333 Mark III.

82. Xilouris E., Byun Y., Kylaffe N., et al. 1999, A&A, 344, 868

83. Yookyung Noh, Jounghun Lee 2006, astro-ph/0602575

84. Zaroubi S. 2002, astro-ph/0206052

85. Засов A.B. 1974, АЖ, 51, 1225

86. Засов A.B., Бизяев Д.В., Макаров Д.И., Тюрина Н.В. 2002, ПАЖ, 28, 527 Караченцева В.Е. 1973, Сообщения САО, 8, 3 Караченцев И.Д. 1989, АЖ, 97, 1566 Караченцев И.Д. 1991, ПАЖ, 17, 19, 867

87. Караченцев И.Д., Караченцева В.Е., Кудря Ю.Н. 1999b, ПАЖ, 25, 3

88. Караченцев ИД., Караченцева В.Е., Кудря Ю.Н. и др. 1997, ПАЖ, 23, 652

89. Караченцев И.Д., Караченцева В.Е., Кудря Ю.Н. и др. 1999а, Бюллетень САО, 47, 5 RFGC.

90. Караченцев И.Д., Караченцева В.Е., Кудря Ю.Н. и др. 2000а, АЖ, 77, 175

91. Караченцев И.Д., Караченцева В.Е., Кудря Ю.Н. и др. 2000b, Бюллетень САО, 50, 5

92. Караченцев И.Д., Чернин А.Д., Терикорпи П. 2003, Астрофизика, 46, вып.4, 491

93. Кудря Ю.Н., Караченцева В.Е., Караченцев И.Д., Митронова С.Н., Хухтмейер В.К. 2005, ПАЖ,

94. Митронова С.Н., Караченцев И.Д., Караченцева В.Е. и др. 2004, Бюллетень САО, 57, 5-165, astro-ph/0408257

95. Митронова С.Н., Хухтмейер В., Караченцев И.Д. и др. 2005, ПАЖ, 31, 8, 563, astro-ph/0510248 Парийский Ю.Н., Петров З.Н., Чирков JI.H. 1977, ПАЖ, 3, 483

96. Пиблс 1983 (P.J.E. Peebles), Структура Вселенной в больших масштабах, Москва: Мир Решетников В.П. 1998, Диссертация на соискание уч. ст. док.ф.-м.наук, Санкт-Петербургский гос. университет

97. Сюняев и Зельдович 1970 (Sunyaev R.A., Zeldovich Ya.B. Astrophys. and Space Sci., 6, 358) Шандарин С.Ф., Дорошкевич А.Д., Зельдович Я.Б. 1983, УФН, 139, 1, 83