Распределение и структура карликовых галактик тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.02, кандидат физико-математических наук Шарина, Маргарита Евгеньевна

• Шарина, Маргарита Евгеньевна
• кандидат физико-математических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Шарина, Маргарита Евгеньевна

Введение

1. Создание однородной выборки объектов для исследования структуры и распределения галактик в пределах Местного сверхскопления.

1.1. Каталог карликовых галактик низкой поверхностной яркости в скоплении Рогпах.

1.1.1. Отбор объектов.

1.1.2. Каталог.

1.1.3. Некоторые характеристики выборки.

1.2. Сводный каталог карликовых галактик низкой поверхностной яркости.

1.2.1. Характеристика наблюдательных данных, использованных при составлении каталога.

1.2.2. Отбор объектов в сводный каталог карликовых галактик.

1.2.3. Каталог.

1.2.4. Некоторые характеристики выборки карликовых галактик.

1.3. Выводы.

2. Основы техники фотометрии.

2.1. Характеристики приемников излучения.

2.1.1. Фотографическая эмульсия.

2.1.2. Некоторые характеристики приборов с зарядовой связью и первичная обработка ПЗС-кадра.

2.2. Апертурная фотометрия звездных изображений.

2.2.1. Определение центра звездного изображения.

2.2.2. Определение фона неба.

2.2.3. Вычисление общего количества света от звезды.

2.3. РБР - фотометрия.

2.4. Поверхностная фотометрия галактик.

2.4.1. Определение уровня фона неба.

2.4.2/ Определение центра изображения.

2.4.3. Процедура поверхностной фотометрии.

2.5. Перевод в стандартную систему.

3. Фотометрические методы определения расстояний до галактик.

3.1. Современная шкала внегалактических расстояний.

3.2. Зависимость "период-светимость-цвет" для цефеид.

3.3. Соотношение "абсолютная величина в максимуме - скорость убывания блеска" для новых звезд.

3.4. Яркость сверхновых звезд типа 1а в максимуме блеска.

3.5. Светимость звезд вершины ветви красных гигантов.

3.6. Точка поворота функции светимости шаровых скоплений.

3.7. Флуктуации поверхностной яркости - в системах с преобладанием старого звездного населения.

3.8. Зависимость между светимостью эллиптической галактики и центральной дисперсией скоростей.

3.9. Функция светимости планетарных туманностей.

3.10. Эмпирическое соотношение между светимостью спиральной или иррегулярной галактики и скоростью ее вращения.

3.11. Светимость ярчайших красных и голубых сверхгигантов - в системах с преобладанием молодого звездного населения.

4. Расстояния до галактики NGC 628 и пяти карликовых галактик в ее окрестностях.

4.1. Наблюдения, фотометрия и обработка результатов.

4.2. Результаты фотометрии.

4.2.1. М74 = NGC 628.

4.2.2. UGC 1176 = DDO 13 = К8.

4.2.3. UGC 1171.

4.2.4. UGC 1104.

4.2.5. К 10.

4.2.6. UGCA20.

4.3. Основные характеристики группы исследованных галактик.

4.4. Выводы.

5. Исследование группы карликовых галактик вокруг гигантской спирали NGC 6946.

5.1. Определение расстояния до NGC 6946 по фотометрии ее ярчайших звезд.

5.1.1. Наблюдения и фотометрия.

5.1.2. Определение расстояния.

5.2. Определение расстояния до группы галактик вокруг NGC

5.2.1. Результаты наблюдений.

5.2.2. Результаты фотометрии и определение расстояний.

5.3. Выводы.

6. Фотографическая фотометрия и модуль расстояния карликовой галактики "Гирлянда" вблизи NGC 3077.

6.1. Наблюдения и обработка.

6.2. Определение расстояния.

6.3. Выводы.

7. Расстояния до восьми близких изолированных карликовых галактик

7.1. Наблюдения и фотометрия.

7.2. Оценки расстояний.

7.3. Выводы.

8. Фотометрия и определение расстояний до карликовых сфероидальных галактик на матерале снимков космического телескопа Хаббла.

8.1. Методика измерений.

8.2. Карликовая сфероидальная галактика ES0410-G005 = ккООЗ.

8.2.1. HST WFPC2 фотометрия.

8.2.2. Определение расстояния.

8.2.3. Содержание металлов.

8.2.4. Интегральные свойства.

8.2.5. Окружение галактики.

8.2.6. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Распределение и структура карликовых галактик»

Изучение карликовых галактик низкой поверхностной яркости (LSBDG) интересно для решения многих проблем внегалактической астрономии.

Карликовые галактики сыграли важнейшую роль в развитии концепции звездных населений (Baade, 1944). Исследование истории звездообразования в этих объектах содержит ключи к разгадке проблем химической эволюции, темной материи, структуры и эволюции галактик.

Карликовые галактики представляют собой наиболее многочисленный класс галактик и основную составную часть групп и скоплений. Например, из 36 известных в настоящее время объектов Местной группы 30 - LSBDG. Исследование динамической эволюции иерархических систем галактик важно для понимания истории развития Вселенной, решения проблемы скрытой массы, определения постоянной Хаббла.

Изучение карликовых галактик предельно низких светимостей, масс, размеров по сравнению с нормальными галактиками, началось в 1938 году, когда Шепли (Shapley, 1938,1939) открыл две разреженные звездные системы, названные именами созвездий, в которых были обнаружены: Sculptor и Fornax. Поиски LSBDG за пределами Местной группы увенчались успехом в 1950 году, когда Холмберг нашел ряд иррегулярных объектов низкой поверхностной яркости в группах М81 и М101.

Впервые классификация морфологических типов и светимостей, охватывающая все многообразие известных карликовых галактик, была дана ван ден Бергом (van den Bergh, 1959,1966).

В течение следующих двух с лишним десятков лет исследование карликов заметно активизировалось по многим направлениям - от составления новых каталогов и открытия неизвестных ранее объектов до детального изучения отдельных галактик в разных диапазонах длин волн. При этом быстро возростала также неоднородность наблюдательных данных. Ряд авторов предлагали свои обозначения морфологических типов галактик. Необходима была единая система классификации карликовых галактик (подобная Хаббловской или де Вокулера для нормальных галактик). Часто один и тот же объект независимо классифицировался разными авторами в широком диапазоне морфологических типов, наоборот, в один морфологический тип попадали разные по природе объекты.

Сводный каталог карликовых галактик низкой поверхностной яркости (Karachentse-va к, Sharina,1988) послужил цели сбора, пересмотра и упорядочивания наблюдательного материала по карликовым галактикам, накопленного до 1987 года.

Исходным явилось определение карликовых галактик (van den Bergh, 1959,1966). Карликовые галактики - это объекты абсолютной звездной величины слабее — 16т, с поверхностной яркостью, составляющей несколько процентов от яркости ночного неба, и низким градиентом поверхностной яркости.

При составлении каталога не рассматривались объекты высокой поверхностной яркости (голубые компактные галактики). Их легко обнаружить, но не зная расстояний в большинстве случаев, нельзя однозначно отличить их от далеких ярких галактик или звездообразных объектов. Галактики низкой и экстремально низкой поверхностной яркости нелегко найти, но их принадлежность к карликовым системам определяется достаточно уверенно. В результате в 1988 году была создана достаточно однородная выборка объектов для постановки наблюдательных программ (Karachentseva & Sharina,1988).

На базе выборки было начато изучение распределения и структуры галактик в пределах Местного сверхскопления (MC) - большая многоплановая работа, выполняемая в лаборатории Исследования Крупномасштабной Структуры CAO РАН. Основной задачей было определение фотометрических модулей расстояния до галактик. С помощью автоматического микроденситометра фотометрировались фотографические снимки разрешенных на зведы галактик, полученные в прямом фокусе 6-м телескопа. С появлением ПЗС улучшились возможности исследования звездного населения карликовых галактик и определения расстояния до них. Если в конце 80-х годов фотометрические расстояния были известны лишь до некоторых объектов Местной группы, то в настоящее время они получены для 90% северных и 40% южных галактик в пределах ~ 7 Мпк.

Обнаружение объектов с поверхностной яркостью, составляющей всего несколько процентов от яркости ночного неба, остается и по сей день непростой задачей несмотря на стремительное совершенствование наблюдательной техники. Из-за низких светимос-тей LSBDG могут быть обнаружены только примерно до расстояний 20-30 Мпк. Определение расстояний до объектов сводного каталога карликовых галактик дало хорошее подтверждение правильности выбранных принципов отбора. Новые поиски кандидатов 3 в MC по всему небу, предпринятые на POSS-II, ESO/SERC, SERC EJ пластинках или пленках, были основаны на морфологическом принципе поиска галактик и привели к обнаружению нескольких сотен новых LSBGD. Караченцевой В.Е. и Караченцевым И.Д. (Karachentseva & Karachentsev, 1998) в окрестностях 216 близких галактик MC было найдено 260 кандидатов в карликовые галактики с угловыми диаметрами больше О.'б. Поиск карликовых объектов в области Hercules - Aquila, так называемой Местной Пустоте Талли (Tully, 1988), привел к обнаружению еще 77 галактик (Karachentseva et.al., 1999).

Определение фотометрических расстояний до близких кандидатов в карликовые галактики из списка Karachentseva & Karachentsev (1998) в рамках HST SNAPSHOT программы (Seitzer P. et.al., 1999) показало, что за редкими единичными исключениями отобранные по морфологическим признкам объекты действительно являются карликовыми галактиками MC.

Цели и задачи исследования

Цели и задачи данного диссертционного исследования следующие:

1. Создать каталог карликовых галактик низкой поверхностной яркости (LSBDG) в скоплении Fornax как часть сводного каталога LSBDG.

2. Выполнить фотометрию ярчайших звезд у отдельных представителей выборки карликовых галактик низкой поверхностной яркости с целью определения расстояния до них.

3. Применить к исследуемым объектам с преобладанием молодого звездного населения метод определения расстояния по светимости ярчайших голубых и красных сверхгигантов (Sandage & Tammann (1974а,b,с,d),de Vaucouleurs (1978a,b)). Определить расстояния до сфероидальных карликовых галактик по светимости звезд вершины ветви красных гигантов (Lee et al. 1993).

4. Получить основные фотометрические характеристики для отдельных карликовых галактик. Построить профили поверхностной яркости и определить их параметры.

5. Оценить содержание металлов в сфероидальных карликовых галактиках, исходя из показателей цвета ветви красных гигантов.

6. Исследовать сфероидальные карликовые галактики на предмет содержания в них шаровых свездных скоплений. Определить основные фотометрические характеристики найденных шаровых скоплений.

Научная новизна и практическая ценность работы

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. На крупномасштабных снимках, полученных на 6-м телескопе, впервые разрешены на звезды два десятка карликовых галактик, проведена фотометрия населяющих их звезд.

2. По кандидатам в ярчайшие голубые и красные сверхгиганты впервые определены расстояния до пяти LSBDG в окрестностях NGC 628, шести карликовых галактик в группе NGC 6946, карликовой галактики "Гирлянда" вблизи NGC 3077, 8 близких изолированных галактик низкой светимости (UGC 2684, NGC 2537, UGC 5288, UGC 5423, UGC 5672, UGC 5918, NGC 5023, NGC 5229).

3. Получено, что иррегулярные карликовые галактики UGC 1176, UGC 1171 и UGC 1104 являются физическими спутниками NGC 628 со средним модулем расстояния До = 29.ш5. В данной работе был также уточнен модуль расстояния до NGC 628, который составил ц0 = 29.т32.

4. Открыта новая близкая группа галактик в окрестностях яркой спиральной галактики NGC 6946, считавшейся ранее изолированной на окраине Местной Пустоты (Tully, 1988). Расстояние до группы (5.9±0.4) Мпк. Средняя проекция диаметра группы составляет 420 кпк, среднеквадратичная лучевая скорость 95 км/с, отношение вириальной массы к светимости ~ 56Mq/Lq, типичные значения для малых групп галактик.

5. Наблюдения на космическом телескопе Хаббла (SNAPSHOT программа G08192) позволили уверенно разрешить на звезды сфероидальные карликовые галактики в близких группах М81, Sculptor, NGC 2403. По светимости звезд вершины ветви красных гигантов впервые получены высокоточные расстояния (7%) до следующих объектов: DD044 в группе NGC 2403, 6 сфероидальных карликовых галактик в группе М81, сфероидального карлика ES0410-G005 = ккООЗ в группе Sculptor. Проведена поверхностная фотометрия карликовых галактик. Впервые оценено содержание металлов в данных сфероидальных галактиках, найдены шаровые скопления и определены их глобальные параметры.

Научная и практическая ценность работы состоит в следующем:

Созданные в 1988 году сводный каталог карликовых галактик низкой поверхностной яркости и каталог LSBDG в скоплении Fornax служат основой для проведения новых поисков объектов в пределах МС, для постановки наблюдательных программ в разных диапазонах длин волн по исследованию выборки близких галактик.

Крупномасштабные снимки, полученные на 6-м телескопе, позволили изучить внутреннюю структуру карликовых галактик, выделить в них отдельные звезды, комплексы звездообразования, кандидаты в шаровые скопления и НП-области.

Определены модули расстояния до 20 близких иррегулярных галактик с точностью не хуже 0.т4. Проведена поверхностная фотометрия 6 галактик. На материале снимков HST получены высокоточные расстояния до 8 сфероидальных карликовых галактик, проведена их поверхностная фотометрия. Оценено содержание металлов в этих объектах, найдены кандидаты в шаровые скопления и определены их характеристики. Измеренные расстояния были использованы в данной работе для выяснения принадлежности каждого конкретного объекта группе или скоплению галактик.

Полученные расстояния необходимы для изучения кинематики и динамики галактик в пределах Местного сверхскопления.

Исследованные фотометрические характеристики могут служить основой для дальнейшего изучения особенностей морфологии и звездного населения карликовых галактик, постановки наблюдательных и теоретических задач.

Результаты фотометрии звезд, вероятно, будут использоваться для изучения истории звездообразования и поиска переменных звезд в галактиках данной выборки. Измеренные звезды ярче 21 видимой звездной величины пригодны в качестве вторичных фотометрических стандартов.

Результаты поверхностной фотометрии галактик нужны для пополнения данных каталогов и исследования статистических свойств карликов низкой поверхностной яркости.

Полученные крупномасштабные снимки галактик могут быть использованы не только для фотометрии, но и при построении карт распределения нейтрального водорода.

На защиту выносятся:

1. Создание списка карликовых галактик низкой поверхностной яркости в скоплении Fornax.

2. Определение расстояний и фотометрия ярчайших звезд в иррегулярных карликовых галактиках группы NGC 6946 (UGC 11583=kk250, kk251, kk252, kkr55, kkr56, kkr59); в окрестностях яркой спирали NGC 628 (UGC 1176, UGC 1171, UGC 1104, К 10); "Гирлянды" вблизи NGC 3077; а также в восьми близких изолированных галактиках низкой светимости: UGC 2684, NGC 2537, UGC 5288, UGC 5423, UGC 5672, UGC 5918, NGC 5023, NGC 5229.

3. Результаты глубокой фотометрии звезд, определение расстояний по вершине ветви красных гигантов и содержания металлов для шести сфероидальных карликовых галактик группы М81 (А0946+67, К61, DD071, К64, DD078, BK6N), для карликовой галактики DD044 в группе NGC 2403 и сфероидальной карликовой галактики ES0410-G005 в группе Sculptor на материале снимков с орбитального телескопа Хаббла (HST).

4. Результаты поиска и фотометрии шаровых скоплений в сфероидальных карликовых галактиках на материале снимков HST.

5. Определение глобальных фотометрических характеристик сфероидальных карликовых галактик на материале снимков HST и иррегулярных карликовых галактик группы NGC 6946 на материале ПЗС-снимков 6-м телескопа.

Структура и объем диссертации

Общий объем диссертации составляет 173 страницы, 57 рисунков и 34 таблицы. Список литературы содержит 198 наименований.

Диссертация состоит из введения, 8 глав, заключения, списка литературы и приложения.

Заключение диссертации по теме «Астрофизика, радиоастрономия», Шарина, Маргарита Евгеньевна

Заключение.

Создание сводного каталога карликовых галактик низкой поверхностной яркости (Karachentseva к Sharina,1988) послужило цели сбора, пересмотра и упорядочивания наблюдательного материала по этим объектам, накопленного до 1987 года. Отбор объектов в каталог проводился по морфологическому принципу, разработка которого была начата еще ван ден Бергом (van den Bergh, 1959,1966). Дальнейшее развитие этот метод поиска карликовых галактик предельно низкой поверхностной яркости получил в работах Караченцевой (Karachentseva, 1968,1972,1973). Прототипами объектов, найденных Караченцевой, служили хорошо изученные сфероидальные карликовые галактики Местной группы Sculptor и Fornax. Крупномасштабные снимки с 6-м телескопом галактик в группе М81 (Karachentseva et al.,1985) позволили более детально судить о морфологии этих объектов. К моменту издания каталога (Karachentseva к Sharina,1988) данные о лучевых скоростях имелись лишь для 326 объектов выборки. Сейчас лучевые скорости измерены для 446 галактик каталога. Вновь появившиеся данные свидетельствуют о чистоте выборки. Лишь 35 галактик каталога имеют скорости больше 3000 км/с, что составляет примерно 8 % от общего числа объектов с известными скоростями. Большинство объектов каталога составляют сфероидальные карликовые галактики. Расстояние до этих объектов в первом приближении оценивалось по принадлежности к скоплениям галактик. Логичным продолжением исследования однородной выборки объектов каталога явилось определение точных фотометрических расстояний отдельных галактик.

Автором проведена работа по исследованию близких групп галактик NGC 628, NGC 6946, М81 с главной целью определения расстояния. Большинство галактик, входящих в исследованные группы, являются карликовыми. Изучались свойства звездного населения, структура объектов, проводилась поверхностная фотометрия с целью получения глобальных фотометрических параметров самих карликовых галактик.

Выбор того или иного метода определения расстояния обусловлен морфологическим типом галактики, конкретными наблюдательными возможностями. В случае разрешенных на звезды галактик, как в настоящей работе, естественно было бы использовать сами звезды в качестве индикаторов расстояний. В иррегулярных карликовых галактиках наблюдаются молодые звезды, области звездообразования, значительное содержание нейтрального водорода. Следовательно, индикаторами расстояния могут служить ярчайшие красные и голубые сверхгиганты. Напротив, в сфероидальных галактиках присутствует старое звездное население: в основном красные гиганты. Следовательно, можно использовать метод TRGB определения расстояния.

Сфероидальные карликовые галактики практически необнаружимы в линии HI. Встречаются в них и шаровые звездные скопления. Содержание металлов в сфероидальных галактиках очень мало, что говорит о значительном периоде времени, прошедшем с момента последней вспышки звездообразования 1010 лет). Проведенное а данной диссертации исследование подтверждает упомянутые выводы о свойствах звездного населения в карликовых галактиках. Только в одной сфероидальной галактике в группе М81, К61, наблюдается небольшая НИ-область, замеченная еще Johnson et al. (1997). Однако протяженный комплекс нейтрального водорода вокруг М81 и сильная Галактическая эмиссия мешают измерить поток от карликовой галактики в линии HI. Наличие НИ-области в К61 говорит в пользу существования переходного морфологического типа карликовых галактик dSph/dlr.

В соответствии со свойствами звездного населения иррегулярных карликовых галактик и наблюдательными возможностями, в данной работе для определения расстояния до этих объектов был выбран метод ярчайших красных и голубых сверхгигантов. Точность индивидуальных оценок расстояний до галактик этим методом составляет ~ 0.то4.

Наблюдения на космическом телескопе Хаббла позволили уверенно разрешить на звезды сфероидальные карликовые галактики в близких группах М81, Sculptor, NGC 2403.

Перечислим основные результаты данного фотометрического исследования.

1. Впервые разрешены на звезды на снимках 6-м телескопа карликовые галактики в окрестности NGC 628: UGC 1176, UGC 1171, UGC 1104, К10 и UGCA 20. Проведена фотометрия ярчайших звезд в NGC 628 и пяти карликовых объектах, определены расстояния по методу ярчайших красных и голубых сверхгигантов. Получено, что UGC 1176, UGC 1171 и UGC 1104 являются физическими спутниками М74 со средним модулем расстояния цо = 29.т5. Этот результат хорошо согласуется с определенным в данной работе модулем расстояния до NGC 628 - ро — 29.т32 Галактика UGCA 20 не принадлежит группе (до = 30.т2)). А иррегулярный карлик К10 (д0 = 29.т48), вероятно, является членом другого близкого квартета галактик с центром в NGC 660. Две малых группы разделены расстоянием 0.5 Мпк и могут считаться динамически обособленными системами.

2. Расположенная на низкой галактической широте, Ь = 12°, в зоне значительного поглощения, группа галактик в окрестности гигантской спирали NGC 6946 сложна для изучения. На 6-м телескопе CAO РАН и 2.5-м Nordic телескопе (Испания) были получены изображения ÎSlGC 6946 и 13 карликовых галактик в ее окрестности, 6 из которых были впервые разрешены на звезды. Результаты данной работы показали, что 7 карликовых галактик низкой поверхностной яркости являются физическими спутниками NGC 6946, некогда считавшейся изолированной галактикой на окраине Местной Пустоты (Tally, 1988). Это объекты kk250 = UGC 11583, kk251, kk252, kkr55, kkr56, kkr59 и Cepheus 1, исследованный Burton et al. (1999). Таким образом, открыта новая группа галактик на расстоянии (5.9±0.4) Мпк. Средний диаметр группы в проекции на луч зрения составляет 420 кпк, среднеквадратичная лучевая скорость 95 км с-1, отношение вириальной массы к светимости ~ 56Mq/Lq, типичное значение для малых групп галактик.

3. На материале фотографических пластинок, снятых на 6-м телескопе, выполнена фотометрия ярчайших звезд в иррегулярной карликовой галактике низкой поверхностной яркости "Гирлянда" вблизи NGC 3077. Объект имеет необычную вытянутую форму и отличается значительным содержанием нейтрального водорода. В Гирлянде наблюдаются признаки активного звездообразования, которое проявляется в присутствии НИ-областей, ярких голубых звезд, близких к Эдингтоновскому пределу светимости. Полученный по результатам фотометрии модуль расстояния (ш — М)0 = 27.то5 свидетельствует о близости объекта к М81. Возможно, Гирлянда является экстремально далекой частью водородного рукава М81, где влияние галактики NGC 3077 инициировало звездообразование.

4. На материале ПЗС-снимков 6-м телескопа впервые разрешены на звезды 8 изолированных карликовых галактик со скоростями от 350 до 500 км/с: UGC 2684, NGC 2537, UGC 5288, UGC 5423, UGC 5672, UGC 5918, NGC 5023, NGC 5229. Определеные расстояния до исследуемых объектов из фотометрии их ярчайших звезд лежат в интервале [5.0 - 7.5] Мпк. Все восемь галактик являются истинно изолированными объектами с лет. Только две галактики NGC 5023 и NGC 5229 могут принадлежать отдаленным окраинам облака Canes Venatici. Несмотря на то, что звездное население исследованных объектов формировалось без влияния соседей, изолированные галактики показывают впечатляющее многобразие структурных форм. Все восемь карликовых галактик являются иррегулярными в стадии активного звездообразования.

5. Впервые проведена звездная фотометрия карликовой сфероидальной галактики ккООЗ = ESO 410-G005 = FG11 = PGC1038 в скоплении Sculptor, построена диаграмма "цвет - звездная величина", определено точное расстояние по светимости звезд вершины ветви красных гигантов (D = 1.92 ± 0.09 Мпк). Определены глобальные параметры галактики: абсолютная звездная величина Мв = —11.6, стандартный линейный диаметр А25 = 0.72 кпк, центральная поверхностная яркость ¡xv — 22.7m/D", металличность [Fe/H] = —2.2dex. Все эти характеристики находятся в хорошем согласии с аналогичными параметрами для сфероидальных спутников Млечного Пути и М31. CMD диаграмма центральной части галактики содержит значительное число ярких красных (возможно AGB) и голубоватых звезд. Эксперименты с искусственными звездами показали, что это может быть вызвано эффектами проекции в густых полях звезд.

6. Расстояние до DDO 44, определенное по TRGB в данной работе на материале снимков космического телескопа Хаббла, составляет Dmw — (3-2 ± 0.2) Мпк. Угловое расстояние DDO 44 от NGC 2403 составляет 80 угл.мин., что соответствует 75 кпк. Модуль расстояния до NGC 2403 составляет 27Р5 ± 0?3 или расстояние D = 3.2 Мпк по оценке Freedman (1988). Таким образом, сфероидальный карлик может быть спутником этой Sc галактики. По положению ветви красных гигантов DDO 44 получено значение металличности ([Fe/H]) = (—1.7 ± 0.4) dex. Поверхностная фотометрия на материале ПЗС-снимков 6-м телескопа дала следующие глобальные параметры DDO 44: наблюдаемая центральная поверхностная яркость ßR(0) = 24r."l ± 0r.n2m/D", экспоненциальная масштабная длина h = 39" ± 3", Абсолютная интегральная величина Mr = —13™1 и линейный диаметр, 2.8 кпк. Все эти величины соответствуют аналогичным значениям для спутников Млечного Пути и М31. Симметричное распределение поверхностнй яркости DDO 44, красноватый цвет (R — I) = 0^51, (В — R) = 1™14, отсутствие нейтрального водорода подтверждают классификацию галактики как сфероидальной системы.

7. Все шесть карликовых галактик группы М81, исследованных в данной работе, еледуют общей зависимости абсолютной величины от центральной поверхностной яркости и металличности от центральной поверхностной яркости для сфероидальных карликовых галактиках МГ и М31. В пяти исследуемых сфероидальнных галактиках найдены кандидаты в шаровые скопления с интегральными цветами [0.64 - 1.22] абсолютными величинами [—5.5 —8.5] и радиусами на половине интенсивности [3.2 - 8.0] пк. Все эти величины являются типичными для Галактических шаровых скоплений. Получено медианное значение частоты встречаемости шаровых скоплений для 9 сфероидальных галактик группы М81 < Sn >= 5.6, что является типичным для нуклеатидных dE+dSph карликов. Для шести сфероидальных галактик группы М81 определен средний модуль расстояния (га — М)0 = 27.т8 ± 0.т15. Это значение хорошо согласуется со средним модулем расстояния до галактик группы М81: (m — М)0 = 27.m84±0.m05. Таким образом, гигантская спиральная галактика типа Sb М81 имеет вокруг себя подсистему карликовых иррегулярных и сфероидальных галактик. Подобные системы наблюдаются вокруг других гигантских спиральных галактик типа Sb: Млечный Путь и М31. Сравнение расстояний и скоростей галактик групп NGC 2403 и М81 показывает, что две подсистемы движутся друг к другу со взаимными скоростями ~110 - 160 км с-1. Такое же явление наблюдается в системе Млечный Путь - М31. Возможно слияние является общим свойством тесных двойных групп на масштабе ~ 1 Мпк.

Благодарности.

В заключение выражаю искреннюю признательность моему руководителю И.Д.Караченцеву за предоставленную возможность использования наблюдательного материала, постоянное внимание и поддержку в проведении исследований. Благодарю В.Е.Караченцеву, Н.А.Тихонова за плодотворные дискуссии и помощь в работе, всех сотрудников лаборатории Исследования Крупномасштабной Структуы CAO РАН.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Шарина, Маргарита Евгеньевна, 2000 год

1. Abies Н. 1971, Publ. Natal Observ. 20, 3

2. Barbieri C., Bertola F., di Tullio G. 1974, A&AS 35, 4631. Baum,W. 1955, PASP 67,328

3. Belley J., Roy J.R., 1992, ApJS 78, 61

4. Bender R., Moellenhof C. 1987, A&AS 177, 71

5. Berteiii G., Bressan A., Chiosi C., Fagotto F., Nasi E. 1994, A&AS 106, 275

6. Bertola F., Maffei P., 1974, A&A, 32, 117

7. Binggeli В., Sandage A., Tarenghi M. 1984, AJ 89, 64

8. Binggeli В., Sandage A., Tammann G.A. 1985, AJ 90, 1681

9. Binggeli В., Prugniel P. 1994, La Lettre de l'OHP, N.12

10. Bonnarel F., Boulesteix J., Marcelin M. 1986, A&AS 66, 149

11. Börngen F., Karachentseva V.E. 1982, Astron. Nachr. 303, 189

12. Börngen F., Karachentseva V.E., Schmidt R., Richter G.M., Thaenert W. 1982, Astron. Nachr. 303, 287

13. Bottinelli L., Gouguenheim L., Paturel G. ,de Vaucouleurs G., 1984, A&AS 56,381

14. Bottinelli L., Gouguenheim L., Paturel G. ,de Vaucouleurs G., 1985, A&AS 59,43

15. Bremnes Т., Binggeli В., Prugniel P. 1998, A&AS 129, 313

16. Bremnes Т., Binggeli В., Prugniel P. 1999, A&AS 137, 337

17. Briggs F.G. 1982, ApJ 259, 544

18. Briggs F.G. 1986, ApJ 300, 613

19. Burstein D., Heiles C. 1982, AJ 87, 1165

20. Burstein D., Heiles C. 1984, ApJ Supp. Ser. 54, 33

21. Burton W.B., Braun R., Walterbos R.A., Hoopes G.G., 1999, AJ 117, 194

22. Buta D.J. 1982, PASP 94, 578

23. Caldwell, N. 1983, AJ 88, 804

24. Caldwell, N. 1987, AJ 94, 1116

25. Caldwell N., G.D. Bothun 1987, AJ 94, 1126

26. Caldwell J.A., Ahles C.C., van Wamelen P., Maritz E.J. 1993, SAAO Circ. 15, 1 Caldwell, N., Armandroff, T. E., Da Costa, G. S., & Seitzer, P. 1998, AJ, 115, 535 Caldwell, N. 1999, AJ, 118, 1230

27. Capaccioli M., Delia Valle M., D'Onofrio M., Rosino L. 1989, AJ 97, 1622 Ciardullo R., Jacoby G., Ford H., Neill J. 1989, ApJ 339, 53 Cohen J.G. 1985, ApJ 292, 90

28. Côté, S., Freeman, K.C., Carignan, C., k Quinn, P.J. 1997, AJ, 114, 1313da Costa G.S., 1988 in "Stellar astrophysics for the Local Group", Cambridge, Univ. of Cambridge Pres, 351

29. Da Costa G.S., Armandroff T.E. 1990, AJ 100, 162

30. Da Costa G.S. 1992, "Astronomical CCD Observing and Reduction Techniques", ASP Conference

31. Series, vol.23, p.90, edited by S.B.Howell Da Costa, G.S. 1994, in ESO/OHP Workshop 49, Dwarf Galaxies, ed. G. Meylan k P. Prugniel

32. Garching: ESO), p. 221 Davies R.D. k Kinman T.D. 1984, MNRAS 207, 173 Davidge, T.J. 1998, ApJ, 497, 650

33. De Vaucouleurs G., De Vaucouleurs A., Corwin H.C. 1976, Second Reference Catalogue of Bright

34. Galaxies, Texas, Austin (RC2) De Vaucouleurs G., De Vaucouleurs A., Buta R. 1981, AJ 88, 764 De Vaucouleurs G. 1978a, ApJ 224, 14 De Vaucouleurs G. 1978b, ApJ 224, 710

35. De Vaucouleurs G., De Vaucouleurs A., Buta R. 1981, AJ 86, 1429

36. De Vaucouleurs G. 1984, in IAU Colloquium 78, Astronomy with Schmidt-Type Telescopes,ed.M.Capaccioli (Dordrecht:Reidel), 367 Djorgovski S. k Davis M. 1987, ApJ 313,59

37. Dolphin A.E., Grebel E.K., Seitzer P., Geisler D., Guhathakurta P., Hodge P.W., Karachentsev I.D., Karachentseva V.E., Sarajedini A., Sharina M.E. 1999, AAS 195, 804

38. Einasto J.,Kaasik A., Saar E., Chernin A., 1974, Nature, 252, 111

39. Faber S., Jackson R. 1976, ApJ 204, 668

40. Feast M., Whitelock P. 1997, MNRAS 291, 683

41. Feast M., Walker A. 1987, ARA&A 25, 345

42. Feitzinger J.V., Galinski Th. 1985, A&AS 61, 503

43. Ferguson H.C. 1989, AJ 98, 367

44. Fisher J., Tully B. 1975, A&AS 44, 151

45. Fisher J.R., Tully R.B., 1981, ApJS 47, 139

46. Freedman W.L., Madore B.F., 1988, ApJ, 332, L63

47. Ereedman W., Madore B.F. 1990, ApJ 365, 186

48. Freedman W.L., Hughes S.M., Madore B.F., et al., 1994, ApJ 427, 628

49. Froebrich D, Meusinger H., 2000, A&A 145, 229

50. Georgiev Ts., Bull.of Special observ.39

51. Giovanelli R., Hayness M.P. 1985, AJ 90, 2445

52. Graham, J.A. 1982, ApJ 252, 474

53. Grebel E. 1997, in "Reviews of Modern Astronomy", vol.10, p.29

54. Grebel E. 1998, Invited review to appear in "The Stellar Content of the Local Group", IAU Symposium 192, eds. P. Whitelock & R. Cannon, ASP Conf. Ser., p. 17 Grebel, E. K., k Guhathakurta, P. 1999, ApJ, 511, L101

55. Grebel E.K., 2000, in Star Formation from the Small to the Large Scale, 33rd ESLAB Symposium,eds. F.Favata, A.A.Kaas k A.Wilson (ESA: Noordwijk), in press Grillmair, C.J., Lauer, T.R., Worthey, G., Faber, S.M., Freedman, W.L., Madore, B.F., Ajhar, E.A.,

56. Baum, W.A., Holtzman, J.A., Lynds, C.R., O'Neill, E.J., k Stetson, P.B. 1996, AJ, 112, 1975 Hubble, E. 1932, ApJ 76, 44 Harris, W.E. 1996a, AJ, 112, 1487

57. Harris W., 1996b, "The Extragalactic Distance Scale", STScI Symposium, ed. by Livio M., Donahue

58. M., Panagia N. Harris, W.E., k van den Bergh, S. 1981, AJ, 86, 1627

59. Henning P.A., Kraan-Korteweg R.C., Rivers A.J., Loan A.J., Lahav O., Burton W.B., 1998, AJ 115, 584

60. Hodge P.W., D.M.Pyper, C.J.Webb 1965, AJ 70, 559 Holmberg E. 1950, Lund Medd, ser II, no. 128

61. Holtzman, J.A., Hester, J.J., Casertano, S., Trauger, J.T., Watson, A.M., Ballester G.E., Burrows,

62. G. 1995b, PASP, 107, 1065 Hopp U., 1998 (private information) Hubble E. 1936, ApJ 84, 158 Huchtmeier W., Richter O.-G. 1986, A&A 63, 323 Huchtmeier W. 1995, private communication

63. Huchtmeier W., Karachentsev I., Karachentseva V. 1997, A&A 322, 375 Huchtmeier W.K., Skillman E.D. 1998, A&AS 129, 269

64. Jones J.E., Jones B.J.T. 1980, MNRAS 191, 685

65. Jacoby G., Lesser M. 1981, AJ 86, 185

66. Jerjen, H., Freeman, K.C., к Binggeli, B. 1998, AJ, 116, 2873

67. Johnson R.A., Lawrence A., Terlevich R., Carter D. 1997, MNRAS 287, 333

68. Karachentseva V. 1968, Soobsch. Byurakan. Observ. 39, 62

69. Karachentseva V. 1972, Astron. Tsirk. 723, 1

70. Karachentseva V. 1973, Comm.of Special observ. 8, 3

71. Karachentseva V.E., Schmidt R., Richter G.M., 1984, Astron. Nachr. 308, 247 Karachentseva V., Karachentsev I., Böerngen F. 1985, A&AS 60, 213

72. Karachentseva V.E., Karachentsev I.D., Richter G.M., von Berlepsh R., Fritze К. 1987, Astron. Nachr. 308, 247

73. Karachentseva V., Sharina M. The Catalogue of Low Surface Brightness Dwarf Galaxies. Com. Spec.

74. Karachentsev I. 1994, Astron. & Astrophys Transactions 6, 3

75. Karachentsev I.D., 1996, A&A 305, 33

76. Karachentsev I.D., Tikhonov N.A., 1994, A&A 286, 718

77. Karachentsev I.D., Kopylov A.I., Kopylova F.G., 1994, Bull. Spec.Astrophys.Obs. 38, 15 Karachentsev I., Makarov D. 1996, A J 111, 794 Karachentsev I., Karachentseva V. 1999, A&A 341, 355

78. Karachentsev I.D., V.E. Karachentseva, Yu.N. Kudrya, M.E.Sharina, S.L.Parnovsky 1999a, Bull.

79. Spec. Astrophys. Obs. 47, 5-185 Karachentsev I.D., Sharina M.E., Grebel E.K., Dolphin A.E., Geisler D., Guhathakurta P., Hodge

80. P.W., Karachentseva V.E., Sarajedini A., Seitzer P. 1999b, A&A 352, 399. Karachentsev I.D., Karachentseva V.E., 2000, A&A, in preparation

81. D. Karachentsev, V.E. Karachentseva, A.E.Dolphin, D.Geisler, E.K.Grebel, P. Guhathakurta, P.W.

82. Maia, M.A.G., da Costa, L.N., Giovanelli, R., & Haynes, M.P. 1993, AJ, 105, 2107 Mailyan N.A. 1973, Astrofizika 9, 33

83. Makarova L.N., 1999, A&AS 139, 491 Martinez-Delgado D., Aparicio A. 1997, ApJ 480, L107 Mateo M. 1998, ARA&A 36, 455

84. Mateo M. and Schechter P. 1989, in Proceedings of the First ESO ST-ECF Data Analysis Workshop,edited by P.J. Grosbol, F. Murtagh and R.M. Warmeis (ESO, Garching) Markarian B.E. 1969, Astrofizika 5, 433

85. Meurer G. R., Freeman K. C., Bland-Hawthorn J., Jones M. R., Knezek P. M., Allen R. J. 1994a, A&AS 194, 501

86. Meurer, Gerhardt R.; Staveley-Smith, Lister; Killeen, N. E. B. 1994b, MNRAS 300,705 MIDAS Users Guide 1995a, Volume A MIDAS Users Guide 1995b, Volume B Miller, B.W. 1996, AJ, 112, 991

87. Miller, B.W., Lötz, J.M., Ferguson, H.C., Stiavelli, M., & Whitmore, B.C. 1998, ApJ, 508, L133 Mould J., Kristian J., Da Costa G.S. 1983, ApJ 270, 471 Mould J., Kristian J. 1990, ApJ 354, 438

88. Nilson P. Uppsala General Catalogue of Galaxies. Uppsala Astron. Observ. Ann. 1973a, v.6, p.l

89. Nilson P., 1973b, Uppsala General Catalogue of Galaxies (UGC)

90. Nilson P., 1974, Uppsala Obs. Rep., 5 (UGCA)

91. Nazarenko A.F. 1981, Astrofiz.Issled. (Izv.SAO) 13, 98

92. Okamura S. 1988, PASP 100, 524

93. Papaderos P., Loose H.H., Thuan T.X., Fricke K.J. 1996, A&AS 120, 207

94. Paturel G., Fouque P., Bottinelli L., Gouguenheim L. Catalogue of Principal Galaxies, Lyon, 1989 Paturel G., Bottinelli L., Fouque P., Gouguenheim L. 1992, PGC-ROM 1992, Lyon-Meudon Extra-galactic Database

95. Racine R. 1968, JRASC 62, 3671. Reaves G. 1956, AJ 61, 69

96. Reaves G. 1983, A&AS 53, 375

97. Sakai S., Madore B.F., 2000, ApJ (in press)

98. Sandage A. 1962, "Probl.Extragal.Researches", New York, p.359

99. Sandage A. 1971, in Nuclei of Galaxies, edited by D.J.K. 0'Connel(Amsterdam:North-Holland), 601

100. Sandage A., Tammann G. 1974a, ApJ 190, 525

101. Sandage A., Tammann G. 1974b, ApJ 191, 603

102. Sandage A., Tammann G. 1974c, ApJ 194, 223

103. Sandage A., Tammann G. 1974d, ApJ 194, 559

104. Sandage A. 1976, AJ 81, 964

105. Sandage A. 1984a, AJ 89, 621

106. Sandage A. 1984b, AJ 89, 630

107. Sandage A., Binggeli B. 1984, AJ 89, 919

108. Sandage A., Binggeli B., Tammann G.A. 1985, AJ 90, 395

109. Sandage A., Carlson G. 1985, AJ 90, 1019

110. Sandage A., Carlson G. 1985, AJ 90, 1464

111. Saviane I., Held E., Piotto G. 1996, A&A 315, 40

112. Schlegel D.J., Finkbeiner D.P., Davis M. 1998, ApJ 500, 525

113. Seitzer, P.; Grebel, E. K.; Dolphin, A. E.; Geisler, D.; Guhathakurta, P.; Hodge, P. W.; Karachentsev,

114. Stetson P.B., Davis L.E., Crabtree D.R. 1990, in CCDs in Astronomy, ASP Conf.Series 8,289 Stetson P., Hesser J., Smecker-Hane T. 1998, PASP 110, 533 Thuan T., Seitzer P. 1979a, ApJ 231, 327 Thuan T., Seitzer P. 1979b, ApJ 231, 680

115. Tikhonov N. 1988, Communications of the Spec.Astrophys.Obs. 58, 80

116. Tikhonov N., Karachentsev I.D., Bilkina B.I. and Sharina M.E. 1992, Astron.& Astroph.Trans.l, 269

117. Tikhonov N., Drozdovski I. 1996, Astrophys. Lett. Comm. (submitted)

118. Tonry J.L., Schneider D.P. 1988, AJ 96,807

119. Treffers R.R., Richmond M.W. 1989, PASP 101, 725

120. Tully B., Fisher R. 1977, A&A 54, 661

121. Tully B., Fisher R. 1987, ApJ 321, 280

122. Webster B.L., Goss W.N., Hawarden T.G., Longmore A.J., Mebold U. 1979, MNRAS 186, 31 Whiting, A.B. 1999, AJ, 117, 202

123. Whiting, A.B., Hau, G.K., & Irwin, M. 1999, AJ 118, 2767 Whitmore B., Heyer I., Casertano S., 1999, PASP, 111, 1559 Zwicky F., 1936, PASP 48, 191

124. Zwicky F., Herzog E., Wild P., Karpowicz M., Kowal C., Catalogue of Galaxies and of Clusters of Galaxies, 1-6, 1961-1968 (CGCG)