3.1 Постановка задачи

Обычно предполагается, что ориентация спинов галактик не меняется в течение их эволюции и, следовательно, она содержит информацию о физических условиях в эпоху образования галактик. Различные сценарии происхождения крупномасштабной структуры Вселенной и формирования галактик [53,75,22,48] предсказывают различную корреляцию направления галактического углового вращательного момента с распределением масс в протогалактическом облаке. Однако определение пространственной ориентации вектора галактического углового момента сталкивается со значительным числом наблюдательных трудностей [31,20,35]. По оптическим изображениям галактик можно определить отношение малой оси к большой оси проекции галактического диска на картинную плоскость, что дает две возможные пространственные ориентации плоскости галактики (в зависимости от того, какой из концов малой оси находится ближе к наблюдателю) [31]. Радионаблюдения часто позволяют определить, какая из половин главной оси приближается, и какая -- удаляется, но это не снимает неопределенность в определении пространственной ориентации вектора галактического углового момента или (где -- угол наклона галактики, и -- угол между лучом зрения и направлением вектора галактического спина).

В настоящее время для устранения этой неопределенности применяются два метода: изучение направления закручивания спирального узора галактики (в предположении, что все спирали являются запаздывающими) [31], и анализ распределения пылевой материи в галактическом диске [85]. Если галактика имеет балдж и пылевые полосы расположены асимметрично, то можно определить сторону, находящуюся ближе к наблюдателю и, следовательно -- направление галактического спина.

В данной главе обсуждается новый метод выделения истинного из двух возможных направлений вектора углового момента вращения галактики. Он требует изучения ориентации областей с дефицитом нейтрального водорода в диске галактики, и использует искажение оболочек дифференциальным вращением галактического диска. Дифференциальное вращение приводит к тому, что в плоскости галактики оболочки вытягиваются в эллиптические структуры [64,52,59]. С течением времени большая ось эллипса постепенно меняет ориентацию, и к концу эволюции отклонение от радиуса-вектора может достигнуть почти . Знак отклонения зависит только от направления вращения галактики и, следовательно, определяет истинное направление вектора углового момента вращения галактики. Данный анализ относительно прост и очевиден для спиральных галактик с малым углом наклона и высокой концентрацией газа в галактической плоскости. В этом случае дыры в распределении HI могут быть аппроксимированы эллипсом с хорошо определяемым направлением вытянутости по отношению к полю скоростей межзвездного газа. В двумерном приближении это обсуждалось для ряда оболочек в M31 и M33 Палоушем и др. [52]. Картина становится менее очевидной для галактик с протяженным газовым слоем, так как в таком случае морфология оболочек сильно отличается от простой цилиндрической конфигурации [60], и для галактик с большим углом наклона.

В данной главе обсуждаются направления вытянутостей сверхоболочек, спроектированных на картинную плоскость, для галактик различных морфологических типов с различными углами наклона. Анализ полученных результатов позволяет вывести общие правила для определения направления спина галактики по наблюдательным данным о дырах в распределении нейтрального водорода.