Ю.Н.Ефремов ГАИШ МГУ

1. Ю.Н.Ефремов ГАИШ МГУ Звездные комплексы и спиральные рукава

2. Иерархия звездных группировок Скопление (<5 pc) – ассоциация (<~100 pc) – комплекс (~ <1000 pc) Она является следствием иерархической - без предпочтительной массы и размера - структуры межзвездного газа Определяемой комбинацией сжатия от турбулентности и фрагментации от само-гравитации. Скопления - внутренние более плотные составляющие этой иерархии, их структура определяется гравитацией, они достаточно стары, чтобы орбитальные движения звезд замыли исходную структуру Скопления выглядят изолированными, однако они родились внутри образований большего масштаба. Иерархическая структура, унаследованная от исходного газа сохранена у ассоциаций и комплексов, которые обычно гравитационно-несвязанны. Комплексы в волновых спиральных рукавах могут быть связаны, если образованы грав нестабильностью вдоль рукава, но большую роль играет магнитное поле в рукаве - Паркеровская неустойчивость

3. М31 GALEX Far UV

4. 90% ассоциаций - внутри комплексов

6. M100 Узлы спиральных рукавов – звездно-газовые комплексы

8. Complexes in M31 Van den Bergh, 1964

13. Vallée, 2005 MW Grand design HI superclouds overlaid

14. Мы живем здесь

16. Магнито-грав неустойчивость вдоль рукава рождает уплотнения в экстремумах поля, отклоняющиеся от плоскости (корругация) Lee, Kim, Franco & Hong,2004, JKOA, 37, 249

17. Alfaro et al., 1992

18. Beck et al. (1989) Звездные комплексы в экстремумах магн поля!

19. NGC 6946

20. Frick et al., 2000

21. Гипотеза: Нет регулярного Магнитного поля Вдоль рукавов – нет и Четких комплексов В рукавах! Отсутствие регулярного Поля в звездно-газовых рукавах в NGC 6946 Может объясняться Запутанностью силовых Линий в ионизованном газе - due to high SFR in N6946 Frick et al., 2000

22. B.Elmegreen & D.Elmegreen, 1987 f

23. Density wave spiral arms are often strong, the smooth arms are seen even in rather old star distribution - they are due to (stellar) gravitation and not to gas dynamics Хвост не может вилять собакой!

24. Ha CO

25. Спиральная волна грав потенциала, почти без звездообразования NGC 4622 HST

26. M81 AC12

27. ТПС 5247 NGC 5247 AC12

28. NGC 1566 AC12

29. Комплексы - порождают флоккулентную спиральную структуру - грав несвязанные округлые области с размером в толщину диска растягиваются дифференциальным галактическим вращением, -- и возникают (грав связанные) в волновых спиральных рукавах вследствие магнито-грав неустойчивости Комплексы порождают рукава (флоккулентные) и являются порождением рукавов (волн плотности)

30. Flocculent spiral arms NGC 7793

31. Faint density wave plus flocculent arms М33, 2403 NGC 300

32. М33

33. Grand design • QSSS – quasi stationary spiral structure, long lived • (Lin & Shu, 1964; Bertin et al. 1989) • Transient spiral structure from tidal interaction • (Toomre & Toomre, 1972) • Отличить эти два механизма по морфологии рукавов • трудно или невозможно - пример М51! • Отклонения грав потенциала галактики от осе-симметричного • (бар, mини-бар, спутник) порождают всегалактические • волны плотности – регулярную спиральную структуру. • Различие скоростей вращения волн плотности и вещества • порождает ударные волны (Fujimoto, 1968; Roberts, 1969). • Диагностика – симметрия (совпадение рукавов при повороте на 180), • пылевые полосы, окаймляющие звездные рукава, градиент возрастов • поперек рукава. Можно приблизительно восстановить весь • спиральный узор по его части (пример ветви Киля). • Как правило, два рукава. Логарифмические спирали.

34. Multi-arm galaxies • N-body simulations of stellar disc under self-gravity • gives transient spiral structure (Selwood & Carlberg, 1984). • Неоднородности плотности (сверхоблака, комплексы) • порождают транзиентную (преходящую и вновь возникающую ) • спиральную структуру, причем наличие массивного гало • подавляет образование бара (Clarke & Gittins, 2006). • Эта структура похожа на наблюдаемую у галактик, относимых к • многорукавным. В этих моделях возникают также обширные • вытянутые области пониженной плотности, а спирали могут быть • архимедовыми. У них не должно быть бара – что и наблюдается? • Темные огромные вытянутые области – если и поглощение, то • надо объяснить! Надо измерить. • Объясняли яркие области – осе-симметричные отклонения грав • Потенциала только их и дают, но надо объяснить и темные!

35. Clarke & Gittins, 2006 Transient spiral structure from gas disc instability from N-body calculations Density range is 50-0.001 times the initial density The empty regions are formed too – and seemingly are observed!

36. NGC1232

37. NGC 2997

38. M101

39. NGC 6946 Hodge 1967 Larsen & Richtler 1999

41. NGC 6946 Hodge complex found with NOT, observed with HST, БТА, WSRT, Gemini North

43. БТА мультизрачковый спектрограф, В.Л.Афанасьев, 2003 Поле скоростей Интенсивность Нα

44. BTA, MPFS HII Vrfield WSRT Stars over HI HI hole (dark) at the position of HII Vr dip

45. [NII]/Hα

46. WSRT HI R.Boomsma 2001-2002

47. Vr slices HI+HII PA 83 SSC at X=0

49. HI + HII velocity fields

50. Beck, 1991 Комплекс Ходжа -- в центре «галактической корональной дыры» HVC impact? Dark impact?