Рассчитанные карты распределения лучевой концентрации
показаны на рисунках 4.1-4.4
для сверхоболочки в галактике М31 и рисунках 4.5-4.7
для галактики HoII. На рисунках показаны те частотные каналы, в которых
дыра имеет наибольший контраст. В тех случаях, когда дыра в распределении
HI не наблюдается, изображен спектральный канал, соответствующий лучевой
скорости центра оболочки. Каждая проекция была рассчитана в двух вариантах:
а) без учета хаотических движений в межзвездном газе (
в формуле (4.6)), и б) -- с учетом уширения
спектральной линии HI за счет турбулентных и тепловых движений атомов (
км/с для М31 и
км/с для HoII). На картах лучевой концентрации
для дыр в распределении HI нанесены три уровня: минимальный
и максимальный
,
дающие замкнутые контура (тонкие линии), и уровень, соответствующий половине
глубины дыры
(толстая линия). По аналогии с [5,55]
уровень
отождествляется с границей дыры.
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
В случае галактики HoII (рис. 4.5-4.7)
хаотические движения в межзвездном газе оказывают заметное влияние на внешний
вид оболочек лишь при полярных углах .
Однако даже при
в варианте с
наблюдаются замкнутые контуры в распределении лучевой концентрации
.
![]() |
![]() |
![]() |
Вычисленные скорости и размеры могут быть использованы для оценки различных
параметров оболочек. Такая процедура близка к той, которая используется
при интерпретации наблюдений. Полученные таким способом параметры приведены
во второй строке таблицы 4.1. В первой строке
этой таблицы даны значения тех же величин, полученные непосредственно из
численных расчетов эволюции сверхоболочки. Здесь
-- полная энергия, произведенная источником энергии за время эволюции сверхоболочки,
-- масса оболочки,
-- кинетическая энергия расширяющейся оболочки,
-- возраст оболочки. Приведенные во второй строке таблицы 4.1
величины вычислялись по тем же формулам, которые используются при анализе
наблюдательных данных [5,17,28,55]:
![]() |
(4.10) | ||
![]() |
(4.11) | ||
![]() |
(4.12) | ||
![]() |
(4.13) |
где
-- концентрация невозмущенного газа вблизи центра оболочки и
-- средняя масса одной частицы газа. Анализ таблицы 4.1
указывает на то, что в случае галактики HoII различные физические характеристики,
полученные при расчетах эволюции сверхоболочек, незначительно отличаются
от значений, полученных при анализе распределения лучевой концентрации
численно спроектированной оболочки. Это объясняется тем, что форма сверхоболочек
в этой галактике даже к концу эволюции несущественно отличается от сферической
(см. рис. 3.7б на с.
),
что обусловлено прежде всего большой характерной полутолщиной распределения
газа. Таким образом, в случае галактики HoII применяемый при анализе наблюдательных
данных алгоритм приводит к значениям, близким к реальным параметрам оболочек.
Параметры получены: | ![]() |
![]() |
![]() |
t, |
![]() |
![]() |
![]() |
млн. лет | |
Из расчетов эволюции | 9.5 | 1.2 | 0.53 | 44 |
Из анализа распределения ![]() |
5.0 | 0.70 | 0.22 | 60 |
Рассчитанные характеристики дыр в распределении нейтрального водорода
в различных спектральных каналах и при различных полярных углах для галактик
M31 и HoII приведены в таблицах 4.2 и 4.3.
Здесь
-- расстояние j-го спектрального канала от центрального в единицах
;
-- лучевая скорость, соответствующая центру данного спектрального канала
(в которой учтено систематическое движение галактики
;
для галактики M31
км/с [6], для галактики HoII
км/с [55]);
и
-- координаты центра эллипса, аппроксимирующего дыру на уровне
,
в картинной плоскости в системе координат с началом в центре галактики
и осью
,
проходящей вдоль линии узлов галактики; DIAM -- диаметр этого эллипса:
,
где
и
-- соответственно большая и малая оси эллипса;
-- контраст дыры;
-- расстояние центра дыры в текущем спектральном канале от центра дыры
в центральном для данного полярного угла спектральном канале.
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
DIAM, | ![]() |
![]() |
![]() |
км/с | пс | пс | пс | ![]() ![]() |
пс | ||
![]() |
|||||||
-5 | -573.3 | 10055 | -6 | 254 | 23 | 0.54 | 50 |
-4 | -569.2 | 10071 | -13 | 249 | 69 | 0.53 | 67 |
-3 | -565.1 | 10070 | -26 | 245 | 174 | 0.46 | 68 |
-2 | -561.0 | 10024 | -33 | 242 | 349 | 0.47 | 35 |
-1 | -556.9 | 10000 | -25 | 245 | 545 | 0.59 | 21 |
0 | -552.8 | 10005 | -4 | 280 | 717 | 0.67 | 0 |
1 | -548.7 | 10010 | 17 | 316 | 801 | 0.73 | 22 |
2 | -544.6 | 9989 | 28 | 321 | 696 | 0.69 | 36 |
3 | -540.5 | 9946 | 19 | 328 | 470 | 0.63 | 63 |
4 | -536.4 | 9944 | 7 | 327 | 263 | 0.59 | 62 |
5 | -532.3 | 9945 | 3 | 314 | 128 | 0.52 | 61 |
![]() |
|||||||
-2 | -528.2 | 8531 | 1108 | 82 | 347 | 0.10 | 112 |
-1 | -524.1 | 8585 | 1100 | 102 | 442 | 0.14 | 58 |
0 | -520.0 | 8643 | 1095 | 121 | 464 | 0.13 | 0 |
1 | -515.9 | 8686 | 1086 | 185 | 495 | 0.21 | 45 |
2 | -511.8 | 8761 | 1058 | 89 | 362 | 0.10 | 124 |
![]() |
|||||||
-1 | -438.0 | 4929 | 1885 | 81 | 438 | 0.07 | 63 |
0 | -433.9 | 4992 | 1880 | 153 | 466 | 0.15 | 0 |
1 | -429.8 | 5031 | 1877 | 183 | 482 | 0.11 | 39 |
![]() |
|||||||
0 | -315.0 | 1 | 2167 | 211 | 598 | 0.29 | 0 |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
DIAM, | ![]() |
![]() |
![]() |
км/с | пс | пс | пс | ![]() ![]() |
пс | ||
![]() |
|||||||
-4 | 122.1 | 4164 | -41 | 706 | 90 | 0.41 | 106 |
-3 | 124.7 | 4225 | -52 | 663 | 152 | 0.35 | 168 |
-2 | 127.3 | 4446 | -144 | 321 | 239 | 0.15 | 406 |
-1 | 129.9 | 4046 | -34 | 698 | 321 | 0.68 | 26 |
0 | 132.4 | 4061 | -13 | 881 | 433 | 1.00 | 0 |
1 | 135.0 | 4117 | -16 | 720 | 355 | 0.82 | 56 |
2 | 137.6 | 4169 | -12 | 304 | 261 | 0.14 | 108 |
3 | 140.2 | 4122 | -25 | 793 | 164 | 0.35 | 62 |
![]() |
|||||||
-3 | 132.4 | 2785 | 2503 | 386 | 150 | 0.17 | 298 |
-2 | 135.0 | 2950 | 2196 | 258 | 294 | 0.08 | 76 |
-1 | 137.6 | 2916 | 2187 | 802 | 377 | 0.77 | 51 |
0 | 140.2 | 2878 | 2220 | 874 | 417 | 0.92 | 0 |
1 | 142.8 | 2938 | 2290 | 351 | 280 | 0.20 | 92 |
2 | 145.3 | 3197 | 2045 | 451 | 174 | 0.23 | 364 |
![]() |
|||||||
-2 | 150.5 | -380 | 3130 | 303 | 148 | 0.15 | 418 |
-1 | 153.1 | 65 | 3168 | 459 | 273 | 0.33 | 34 |
0 | 155.7 | 37 | 3149 | 801 | 366 | 0.73 | 0 |
1 | 158.2 | -12 | 3185 | 684 | 321 | 0.56 | 61 |
2 | 160.8 | -32 | 3219 | 274 | 268 | 0.10 | 98 |
![]() |
Данная схема не учитывает вклада в лучевую концентрацию стенок оболочки. Однако в крайних спектральных каналах, где дыра еще наблюдается (а именно в таких каналах эффект движения центра дыры должен проявляться наиболее сильно), вклад элементов оболочки становится существенно меньшим вклада невозмущенного газа. Связано это с тем, что дисперсия скоростей (и ширина линии) в холодной плотной оболочке значительно меньше, чем в окружающем межзвездном газе.
Схема на рисунке 4.11 иллюстрирует предельный
случай с углом наклона галактики .
Качественно понятно, что с уменьшением угла наклона
величина смещения центра дыры должна уменьшаться, и для другого предельного
случая
должна стремиться к нулю.
![]() |
Конечно, на рис. 4.12 приведен предельный идеализированный случай. В крайних каналах контраст дыры сильно уменьшается (см. таблицы 4.2 и 4.3), и ее может быть трудно выделить на фоне окружающего газа. Тем не менее следующий из проведенных расчетов эффект изменения положения центра дыры в различных частотных каналах необходимо принимать во внимание при интерпретации наблюдений и составлении каталогов областей с дефицитом нейтрального водорода.
Рисунки 4.1б-4.7б
показывают, что другой критерий -- близость формы дыры к эллипсу (критерий
4)
-- выполняется удовлетворительно для всех рассчитанных проекций сверхоболочек
как в галактике M31, так и в галактике HoII. На всех приведенных картах
уровень ,
описывающий границу наблюдаемой дыры, представляет собой выпуклую замкнутую
кривую, хорошо аппроксимируемую эллипсом.
Критерий 1 -- наблюдаемость дыры в распределении
HI не менее чем в трех подряд идущих спектральных каналах -- не выполняется
лишь для сверхоболочки в галактике M31 с полярным углом
(см. таблицы 4.2 и 4.3).
Из анализа таблиц можно заметить общую для обеих галактик тенденцию к уменьшению
числа каналов, в которых дыры наблюдаются, при переходе от полярного угла
к
.
Этот эффект сильнее проявляется в галактиках с большим углом наклона. В
галактике M31 число спектральных каналов уменьшается от 11 (при
)
до 1 (при
).
Для галактики HoII эффект менее значителен -- 8 и 5 спектральных каналов
соответственно.
Если учесть тот факт, что максимальный контраст дыры для данного полярного
угла как правило уменьшается при удалении сверхоболочки от линии узлов
(см. таблицы 4.2 и 4.3),
то можно заключить, что три из используемых обычно критериев отбора --
наблюдаемость дыры не менее чем в трех каналах, неподвижность центра дыры
в соответствующих каналах и достаточно хороший контраст (критерии 1,
2
и 3) -- лучше всего описывают реальные
сверхоболочки, находящиеся вблизи линии узлов галактики. При переходе же
к полярным углам, близким к ,
идентификация аналогичных объектов с использованием вышеприведенных наблюдательных
критериев существенно затрудняется.
В данной работе изучались наблюдательные проявления одиночных сверхоболочек. Концентрация оболочек в центральных областях неправильных галактик [55] и возможное взаимоналожение таких объектов в сильно наклоненных системах могут затруднить идентификацию реальных оболочек в этих системах.