Позагалактична астрономія - Юрій Кудря 2016

РОЗДІЛ 8

МАСИ ГАЛАКТИК

8.1.З історії визначення мас галактик

Останнім часом були виявлені нові обставини в дослідженні галактик, які вплинули на оцінки мас галактик (вони стали набагато більшими та, отже, масивнішими). Протяжні гало з темної матерії як елемент структури були запропоновані Рубін з колегами для того, щоб пояснити плоскі криві обертання на великих радіусах у дискових галактиках. А корону гарячого міжзоряного газу з віріальною температурою галактики передбачив Л. Спітцер (1956), щоб тиском можна було утримати газопилові високоширотні хмари. З використанням рентгенівської спектроскопії були отримані дані про великі резервуари гарячого іонізованого газу в гало нашої Галактики та на околицях інших галактик. За допомогою ультрафіолетових спектральних приладів на Космічному телескопі Габ- бла виявлено подовжені (100—150 кпк) резервуари кисню з високим ступенем іонізації навколо галактик із зореутворенням. Завдяки цим відкриттям було істотно відсунуто зовнішню границю галактик порівняно з розмірами, визначеними лише за їхньою зоряною компонентою. Останнім часом астрономи почали спостерігати об’єкти — відстежувачі маси — на відстанях 50—250 кпк і більших (блакитні зорі горизонтальної гілки, кулясті скупчення, галактики-супутники тощо), які дають змогу визначити масу ближніх галактик у цих розширених межах.

У цьому контексті дослідимо, як історично змінювалися уявлення про маси галактик. За приклад наведемо такі дані: Оорт (1927) за обертанням зір поблизу Сонця оцінив масу Молочного Шляху як 6 · 10¹⁰ М_ʘ, а за М. Шулем (2014), який ґрунтувався на деяких сучасних методах, компілятивна оцінка становила (1,6 ± 0,4) · 10¹² М_ʘ, що майже на півтора порядки більше за оортівську оцінку. За моделлю розподілу мас в Андромеді (М 31) Шмідт (1957) дав оцінку 3,4 · 10¹¹ М_ʘ, а Шуль для М 31 отримав компілятивну оцінку (1,8 ± 0,5) х 10¹²М_ʘ. Орієнтовно можна стверджувати, що оцінки мас цих двох галактик Місцевої групи на рівні 10¹¹М_ʘ стосуються їхньої зоряної (або баріонної) компоненти, тоді як оцінки на рівні 10¹²М_ʘ та більші є оцінками «повних» мас, де превалює маса небаріонної темної матерії.

Визначення мас галактик є принципово важливими, оскільки за ними розраховують середню густину матерії у Всесвіті та порівнюють її з передбаченнями космологічних моделей.

Маси спіральних, неправильних та лінзоподібних галактик можна визначити за результатами дослідження їх обертання. Маси лінзоподібних та еліптичних галактик знаходять за дисперсією швидкостей зір. При цьому в більшості випадків приймається, що галактика є віріалізованою системою, тобто для неї виконується теорема про віріал.