Utbuktning

Bulge (från engelskan  bulge  - bulge, swelling) - en sfärisk tätning av stjärnor i mitten av galaxen . Utbuktningen är den ljusaste delen av galaxens sfäriska delsystem och en av galaxens två huvudsakliga strukturella komponenter tillsammans med skivan. Utbuktningen består huvudsakligen av gamla population II-stjärnor som rör sig i långsträckta banor.

Utbuktningens relativa svårighetsgrad varierar mycket för olika galaxer och fungerar som ett av de viktigaste kriterierna för klassificeringen av galaxer: till exempel består elliptiska galaxer endast av ett sfäriskt delsystem och har ingen skiva, medan i oregelbundna galaxer den sfäriska delsystemet är tvärtom mycket svagt. Ljusstyrkan hos galaxens utbuktning beskrivs väl av Sersics lag .

Utbuktningar kan vara strukturer med fundamentalt olika egenskaper och olika karaktär. Det finns tre typer av utbuktningar: klassiska utbuktningar, skivformade utbuktningar ( engelsk  skivliknande eller disky ) och lådformade /jordnötsliknande utbuktningar ( engelsk  boxy/peanut ), de två sista typerna kallas ibland pseudo-utbuktningar.

Vintergatan saknar en klassisk utbuktning, men har skivformade och lådformade utbuktningar. De flesta stjärnorna i utbuktningen av vår galax är gamla, över 7 miljarder år gamla, men det finns även stjärnor som är 1–5 miljarder år gamla och mindre än 500 miljoner år gamla, och även unga och ljusstarka stjärnhopar observeras , som t.ex. Arches - klustret .

Beskrivning och egenskaper

Bulge (från engelskan  bulge  - bulge, swelling) - en sfärisk tätning av stjärnor i mitten av galaxen . Utbuktningen är den ljusaste delen av galaxens sfäriska delsystem : den inkluderar också den yttre, svagare galaktiska haloen . Gränsen mellan dessa delar är villkorad, storleken på en typisk utbuktning är från hundratals parsecs till flera kiloparsecs [1] . Utbuktningen och skivan  är de två huvudkomponenterna i galaxernas struktur, och deras relativa ljusstyrka varierar mycket för olika galaxer (se nedan ) [2] [3] . Galaxernas utbuktningar liknar i egenskaper elliptiska galaxer av samma storlek [4] .

Stjärnorna i utbuktningarna roterar i mycket långsträckta banor: hastighetsspridningen av stjärnorna i dem är stor, medan utbuktningarnas rotationshastighet är låg. I utbuktningarna, liksom i glorian, är stjärnor övervägande gamla och tillhör population II , men yngre population I -stjärnor finns också i utbuktningarna , vilket indikerar nyligen stjärnbildning i utbuktningarna. Bulge-stjärnor har en mycket högre metallicitet än halo-stjärnor, dessutom upptar denna indikator ett större värdeintervall för bulge-stjärnor [1] [5] .

Klassificering av galaxer

Närvaron och den relativa svårighetsgraden av en utbuktning är ett av kriterierna för att klassificera galaxer . Således består elliptiska galaxer endast av ett sfäriskt delsystem och har ingen skiva, i linsformiga och spiralformade galaxer uttrycks både en utbuktning och en skiva i en eller annan grad, och i oregelbundna galaxer är det sfäriska delsystemet mycket svagt [2] [ 3] .

Spiralgalaxer är indelade i undertyper - från tidigare till senare - Sa, Sb, Sc och Sd med mellanvärden S0a, Sab, Sbc, Scd. En galax tilldelas någon av dessa undertyper enligt flera kriterier, inklusive utbuktningens svårighetsgrad - i genomsnitt, ju senare typen av en spiralgalax är, desto lägre är den relativa ljusstyrkan för utbuktningen och desto mer öppna och trasiga spiralarmar . [3] [6] . Linsformiga galaxer, betecknade som S0, har inga spiralarmar, men deras utbuktningar är i genomsnitt mer uttalade än i spiralgalaxer [7] .

Ytans ljusstyrka

Ytljusstyrkans beroende av avståndet till centrum för olika komponenter i galaxen beskrivs av den sersiska lagen [8] :

I denna formel  är ytans ljusstyrka i mitten och  är den karakteristiska radien. Lämplig för de flesta utbuktningar , och ökar i genomsnitt med ökande utbuktningsljusstyrka. Sersics lag vid övergår i en exponentiell fördelning och beskriver utbuktningar med låg ljusstyrka, och för de ljusaste utbuktningarna, såväl som för elliptiska galaxer , är lämplig , där Sersics lag förvandlas till de Vaucouleurs lag [8] [9] .

Bulge typer

Utbuktningar kan vara strukturer med fundamentalt olika egenskaper, med olika karaktär [7] . Det finns tre typer av utbuktningar: klassiska utbuktningar, skivformade utbuktningar ( engelsk  disc-like eller disky ) och lådformade/jordnötsliknande utbuktningar ( engelsk  boxy/peanut ) [10] . Ibland kallas de två sista typerna av utbuktningar pseudobulger [11] . I en enda galax kan utbuktningar av olika typer observeras samtidigt [12] .

Klassiska utbuktningar

Klassiska utbuktningar liknar mest elliptiska galaxer i egenskaper . Sådana utbuktningar är vanligast i galaxer av tidig typ, såsom Sombrero-galaxen , och blir mer sällsynta i galaxer av senare typ (se ovan ). Ljusstyrkans profiler för klassiska utbuktningar beskrivs av de Vaucouleurs lagen [7] .

Man tror att dessa objekt bildas under gravitationskollapsen som följer med uppkomsten av en galax , även innan en skiva bildas , eller under sammanslagningar av galaxer . I numeriska modeller av sammanslagningar reproduceras utbuktningar, vars ljusstyrkeprofil motsvarar de Vaucouleurs lag [8] [7] . Bildandet av sådana utbuktningar sker under mycket snabb stjärnbildning, så stjärnorna i utbuktningarna är mycket berikade på element som härrör från alfaprocessen [komm. 1] [12] .

Skivformade utbuktningar

Skivformade utbuktningar sticker också ut i ljusstyrka ovanför en skiva vars ljusstyrkafördelning är exponentiell , men är själva skivliknande i olika egenskaper. De domineras av rotation snarare än hastighetsspridning , de har nästan samma platta form - förhållandet mellan axlarna kan vara litet, upp till 0,3. Deras ljusstyrkafördelning kan också vara nära exponentiell. Ofta observeras damm , unga stjärnor i dem, och ganska snabb stjärnbildning kan ske [8] . På grund av sin form är skivformade utbuktningar svåra att observera i kantgalaxer [7] [10] .

Man tror att skivformade utbuktningar huvudsakligen bildas som ett resultat av den sekulära utvecklingen av galaxer , i närvaro av instabiliteter i skivan, såsom bommar eller spiralarmar . Dessa strukturer omfördelar rörelsemängden inuti galaxen, på grund av vilket stjärnorna och gasen i galaxen koncentreras i mitten av dess skiva och en utbuktning bildas, som behåller vissa kinematiska egenskaper hos skivan [7] [10] . På grund av aktiv stjärnbildning bildas bulan ganska effektivt – på några miljarder år kan en bula med en massa på en miljard solmassor bildas [14] .

Lådformade utbuktningar

Lådformade utbuktningar, även kallade lådformade eller jordnötsformade, är stänger till sin natur och parametrar som har funnits för flera rotationer av galaxen, och som observeras i kantgalaxer [12] . Samtidigt ser samma strukturer, observerade inte från skivans plan, ut som vanliga staplar. Lådformade utbuktningar har en ökad ljushet längs halvledarna till ellipsens stora och mindre axlar som beskriver deras form, så de kan se ut som jordnötter , ha en rektangulär eller till och med X-form, vilket leder till deras namn [11] [ 15] [16] . På grund av sådana föremåls natur tror man ibland att det är ett misstag att kalla dem utbuktningar [10] .

Några varv av galaxen efter stavens utseende får stjärnorna i den en hastighetskomponent vinkelrät mot skivans plan, vilket resulterar i att staven tjocknar. I kantgalaxer ser sådana stänger ut som en central utbuktning och liknar utbuktningar. Även om utseendet av en lådformad utbuktning kan åtföljas av en ökning av stjärnbildningen , innehåller sådana strukturer främst stjärnor som bildades långt innan bulan uppträdde [11] [12] [17] .

Vintergatans utbuktning

Vår Galaxy har ingen klassisk utbuktning, men den har två pseudo-utbuktningar - lådformade och skivformade. Den första är en stapel (se ovan ), observerad nästan från slutet — vinkeln mellan stångens axel och riktningen till den är 25° [7] . På grund av det faktum att avståndet från jorden till barens när- och bortre ändar skiljer sig markant, ser det asymmetriskt ut. Den andra är en liten skivformad utbuktning med stjärnbildning som pågår inuti den, belägen inuti den första [11] .

De flesta av stjärnorna i utbuktningen är gamla, över 7 miljarder år gamla, men det finns också stjärnor i åldern 1–5 miljarder år och mindre än 500 miljoner år gamla, och unga och ljusa stjärnhopar observeras också , som Arches-hopen [5] . Utbuktningen mäter 3,5 kiloparsecs . Metalliciteten hos stjärnor i Vintergatans utbuktning sträcker sig från -1,8 till 0,2 och är berikad med alfaelement [7] [11] .

Massan av en skivformad utbuktning är 3 % av galaxens stjärnmassa och dess karakteristiska tjocklek är 45 parsecs; för en lådformad en är dessa siffror 28 % respektive 200 parsecs. När det gäller utbuktningsparametrar och struktur i allmänhet liknar Vintergatan galaxerna NGC 4565 och NGC 5746 [11] .

Anteckningar

Kommentarer

  1. ↑ Alfa-element produceras huvudsakligen i massiva stjärnor som snabbt avslutar sin evolution - det interstellära mediet börjar berikas med dem 10 miljoner år efter utbrottet av stjärnbildning , vilket är mycket kort jämfört med hur långa processer i galaxer. Andra kemiska grundämnen , som järn , återvänder till det interstellära mediet under mycket längre tid, så stjärnorna som bildas i en kort skur av stjärnbildning hinner anrikas på alfaelement, men inte på järn och vissa andra grundämnen [13 ]

Källor

  1. ↑ 1 2 Zasov A.V. Galaxens utbuktning . Astronet . Hämtad 30 oktober 2021. Arkiverad från originalet 30 oktober 2021.
  2. ↑ 1 2 Silchenko O. K. Baldzh . Stora ryska encyklopedin . Hämtad 30 oktober 2021. Arkiverad från originalet 22 oktober 2021.
  3. ↑ 1 2 3 Zasov, Postnov, 2011 , sid. 342-344.
  4. ↑ Karttunen et al., 2007 , s. 375-376.
  5. ↑ 12 utbuktningar . _ Swinburne University of Technology . Hämtad 30 oktober 2021. Arkiverad från originalet 7 mars 2022.
  6. ↑ Hodge PW Galaxy : Andra klassificeringsscheman och galaxtyper  . Encyclopedia Britannica . Hämtad 2 november 2021. Arkiverad från originalet 19 oktober 2021.
  7. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Freeman KC Galactic utbuktningar: översikt . — 2008-07-01. - T. 245 . — S. 3–10 . - doi : 10.1017/S1743921308017146 .
  8. ↑ 1 2 3 4 Zasov, Postnov, 2011 , sid. 345-346.
  9. ↑ Profiler för ytljusstyrka . Swinburne University of Technology . Hämtad 1 november 2021. Arkiverad från originalet 1 november 2021.
  10. ↑ 1 2 3 4 Gadotti DA- galaxutbuktningar och elliptiska galaxer - Föreläsningsanteckningar: Utbuktningstyper . ned.ipac.caltech.edu . Hämtad 2 november 2021. Arkiverad från originalet 9 augusti 2020.
  11. ↑ 1 2 3 4 5 6 Kormendy J., Bender R. Structural Analogs of the Milky Way Galaxy: Stellar Populations in the Boxy Bulges of NGC 4565 and NGC 5746  //  The Astrophysical Journal. — 2019-02-14. — Vol. 872 , utg. 1 . - S. 106 . — ISSN 1538-4357 . doi : 10.3847 /1538-4357/aafdff . Arkiverad från originalet den 5 november 2021.
  12. ↑ 1 2 3 4 Athanassoula E. Om arten av utbuktningar i allmänhet och av låd-/jordnötsutbuktningar i synnerhet: input från N-kroppssimuleringar  // Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society. — 2005-04. - T. 358 , nr. 4 . - S. 1477-1488 . — ISSN 1365-2966 0035-8711, 1365-2966 . - doi : 10.1111/j.1365-2966.2005.08872.x .
  13. ↑ Surdin et al., 2017 , sid. 336-337.
  14. ↑ Surdin et al., 2017 , sid. 323-325.
  15. ↑ Surdin et al., 2017 , sid. 227.
  16. ↑ Mutter i mitten av galaxen . Populär mekanik . Hämtad 2 november 2021. Arkiverad från originalet 2 november 2021.
  17. ↑ Pérez I., Martínez-Valpuesta I., Ruiz-Lara T., de Lorenzo-Caceres A., Falcón-Barroso J. Observationsbegränsningar för bildningstid för boxy/peanut bulge  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — 2017-06-01. - T. 470 . — S. L122–L126 . — ISSN 0035-8711 . - doi : 10.1093/mnrasl/slx087 .

Litteratur

  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk
I bibliografiska kataloger