Масивні зірки в галактиках з активним зореутворенням і їхня взаємодія з міжзоряним середовищем

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ГОЛОВНА АСТРОНОМІЧНА ОБСЕРВАТОРІЯ

УДК 523.942+523.982+524.3-852

МАСИВНІ ЗІРКИ В ГАЛАКТИКАХ З АКТИВНИМ ЗОРЕУТВОРЕННЯМ І ЇХНЯ ВЗАЄМОДІЯ З МІЖЗОРЯНИМ СЕРЕДОВИЩЕМ

01.03.02 - астрофізика, радіоастрономія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора фізико-математичних наук

Гусєва Наталія Григорівна

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Головній астрономічній обсерваторії Національної академії наук України, м. Київ.

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, професор Засов Анатолій Володимирович, Державний астрономічний інститут ім. Штернберга Московськогодержавного університету, Росія; професор кафедри;

доктор фізико-математичних наук Пронік Іраїда Іванівна, Кримська астрофізична обсерваторія Міністерства освіти і науки України; провідний науковий співробітник;

доктор фізико-математичних наук, чл.-кор. НАН України Шульга Валерій Михайлович, Радіоастрономічний інститут НАН України, м. Харків; завідувач відділу.

Провідна установа:Астрономічна обсерваторія Київського національного університету ім. Тараса Шевченка Міністерства освіти і науки України, м. Київ.

Захист відбудеться 25 квітня 2002 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.208.01 при Головній астрономічній обсерваторії НАН України за адресою: ГАО НАНУ, 03680 МСП, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 27.

Початок засідань о 10 годині.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці ГАО НАНУ за адресою: ГАО НАНУ, 03680 МСП, м. Київ, вул. Академіка Заболотного, 27.

Автореферат розісланий24 березня 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат фізико-математичних наук Васильєва І. Е.

АНОТАЦІЯ

Гусєва Н.Г. Масивні зірки в галактиках з активним зореутворенням і їхня взаємодія з міжзоряним середовищем. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.03.02 - астрофізика, радіоастрономія. - Головна астрономічна обсерваторія НАН України, Київ, 2001.

У дисертації представлені результати дослідження нової оригінальної вибірки голубих компактних галактик, отриманої на основі спостережень на 6-м телескопі САО РАН, з акцентом на вивченні галактик з екстремально низьким вмістом важких елементів - об'єктів, що дуже рідко зустрічаються у Всесвіті. З великою точністю визначений вміст важких елементів. Пояснено природу утворення азоту в ГКГ, як первинного елементу, що виробляється, ймовірно, масивними зірками. Знайдено ~20% ГКГ в пустотах, так званих “войдах”, що свідчить про розподіл ГКГ більш близький до розподілу повної маси, ніж розподіл яскравих галактик. Вперше зроблено оцінку металічності зірок в ГКГ. При порівнянні металічності зірок і газу виявлено прояви самозбагачення області зореутворення важкими елементами для ГКГ з найменшою металічністю. Створена і досліджена велика вибірка WR галактик на базі спостережень на 4-м та 2.1-м телескопах обсерваторії Кіт Пік і 4.5-м телескопі ММТ (США). Вперше в інтегральних спектрах 75% WR галактик виявлено широкі WR особливості в червоній області спектру. Запропоновано метод визначення кількості WNL зірок на основі вперше ідентифікованих емісійних ліній в спектрах WR галактик. За статистикою WR зірок в бідному важкими елементами оточенні знайдені обмеження на моделі еволюційного популяційного синтезу. З спектральних і фотометричних спостережень на 10-м телескопі Кек II, MMT та 2.4-м космічному телескопі Хабла (США) показано, що ГКГ з екстремально низькою металічністю можна описати моделями тільки з молодим зоряним населенням віком до 100 млн. років, тим самим спростовуючи загально прийняте твердження, що абсолютно молоді галактики можна спостерігати тільки на великих червоних зміщеннях.

Ключові слова: галактики, голубі компактні галактики, міжзоряне середовище, зоряне населення, HII області, WR галактики, вміст хімічних елементів, еволюція галактик.

ABSTRACT

Guseva N.G. Massive stars in the galaxies with active star formation and their interplay with interstellar medium. - Manuscript.

Doctor degree thesis. Speciality 01.03.02 - astrophysics, radioastronomy. - Main Astronomical Observatory of National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2001.

The thesis deals with study of new original sample of the blue compact galaxies (BCGs) obtained on the base of 6-m telescope SAO RAN observations with accent on the investigation of the galaxies with extremely low heavy element abundances, which are very rare objects in the Universe. Heavy element abundances have been obtained with high accuracy. It was found that in the blue compact galaxies nitrogen is formed as a primary element, probably, producted by massive stars. ~20% of BCGs are found in voids. It is supported the idea, that distribution of BCGs follows more closely the total mass distribution rather than the bright galaxies. For the first time the estimate is made of the stellar population metallicity in the BCGs. The comparison of the star and gas metallicities provides the evidence of selfenrichment of the star formation regions by heavy elements in most metal-deficient BCGs. The large sample of WR galaxies based on the observations with 4-m and 2.1-m telescopes of the Kitt Peak observatory and 4.5-m telescope MMT (USA) was created and studied. For the first time the broad red bump is detected in 75% of WR galaxies. We propose a new technique for determining the numbers of WNL stars from newly identified emission lines. Using statistic of WR stars in the poor heavy element environment the constrain on the evolutionary population synthesis models are obtained. On the bases of spectroscopic and photometric observations with 10-m Keck II telescope, MMT, and 2.4-m Hubble space telescope (USA) we show that the BCGs with extremely low metallicity can be reproduced by models with only young stellar population not older than 100 Myr contradicting the usual claim that the absolutely young galaxies can be observed at the large redshifts exclusively.

Key words: galaxies, blue compact galaxies, interstellar medium, stellar content, HII regions, WR galaxies, abundances, evolution of galaxies.

AННОТАЦИЯ

Гусева Н.Г. Массивные звезды в галактиках с активным звездообразованием и их взаимодействие с межзвездной средой. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.03.02 - астрофизика, радиоастрономия. - Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, Киев, 2001.

В диссертации представлено исследование новой оригинальной выборки голубых компактных галактик, полученной по наблюдениям на 6-м телескопе САО РАН. Выборка содержит значительное количество галактик с экстремально низким содержанием тяжелых элементов - объектов, очень редко встречаемых во Вселенной. С большой точностью получены средние значения содержаний элементов O, N, Ne, Ar и S, которые прямо связаны с теорией образования элементов в звездах.

Показано, что в ГКГ с содержанием тяжелых элементов меньше 1/20 от солнечного азот производится, как первичный элемент, вероятнее всего, массивными звездами. Полученная малая дисперсия значений N/O свидетельствует о том, что нет существенной временнoй задержки между производством кислорода и первичного азота. Показано, что ГКГ не вписываются в известную зависимость между абсолютной звездной величиной и содержанием тяжелых элементов, построенную для галактик других морфологических типов, вероятно, вследствие высокой активности звездообразования в ГКГ. Поэтому указанная зависимость, часто используемая для поиска ГКГ с низким содержанием тяжелых элементов, неприменима для них.

Анализ пространственного распределения ГКГ показал, что бoльшая часть (~80%) ГКГ повторяет крупномасштабную структуру, очерченную яркими галактиками, но ~20% ГКГ находится в пустотах, так называемых “войдах”, что свидетельствует о распределении ГКГ более близком к распределению полной массы, чем распределение ярких галактик.

Сделана оценка массы и кинетической энергии газа, который движется со скоростями в несколько сотен и тысяч км/с, под коллективным воздействием звездного ветра от наиболее массивных звезд и вспышек сверхновых. Кинетической энергии высокоскоростного газа достаточно для удаления из некоторых галактик в течение вспышки звездообразования до 108M¤ газа. Получены скачки скоростей ~50 км/с, которые возникают, вероятно, на фронте ударной волны в результате расширения оболочки со сверхзвуковыми скоростями.

Впервые сделана оценка металличности звезд ГКГ, основанная на измерении эквивалентных ширин полос поглощения, в основном окиси титана, в интегральных спектрах галактик. Сравнение металличности звезд и газа показало, что по крайней мере для голубых компактных галактик с наименьшей металличностью обнаружено самообогащение областей звездообразования тяжелыми элементами в процессе эволюции массивных звезд.

Создана и исследована большая однородная выборка WR галактик, по наблюдениям на 4-м и 2.1-м телескопах обсерватории Кит Пик, а также 4.5-м телескопе ММТ (США). Впервые в интегральных спектрах большей части выборки (75%) обнаружены широкие WR особенности в красной области спектра. Предложенная новая методика определения количества WNL звезд, основанная на впервые идентифицированных эмиссионных линиях в спектрах WR галактик, открывает перспективы для более надежного тестирования моделей эволюции массивных звезд. Последние модели эволюционного популяционного синтеза в целом удовлетворительно объясняют наиболее надежные наблюдательные данные для WR галактик. Однако, для одних из наиболее интересных и редких объектов - WR галактик с экстремально низкими металличностями, полученные из наблюдений данные в несколько раз больше по сравнению с модельными расчетами. Одна из возможных причин разногласий - невозможность получить светимости в отдельных линиях для отдельных WR звезд, используемых в моделях, в условиях экстремально низкой металличности даже на самых крупных телескопах.

В ~50% выборки ГКГ и WR галактик обнаружена сильная небулярная линия ионизированного гелия HeIIl4686Е. ?е интенсивность на несколько порядков больше теоретической величины. В результате исследования созданной нами выборки галактик с яркой линией HeIIl4686 показано, что WС звезды не являются единственным источником возникновения этой линии, как следует из теории, и другие механизмы, такие, как ударные волны, могут играть важную роль, особенно на поздних стадиях вспышки звездообразования.

Сравнение наблюдений и модельных расчетов при исследовании галактик со звездообразованием в другом предельном случае - с экстремально высокой металличностью, свидетельствует о малой вероятности отклонения начальной функции масс от стандартной в сценарии продленной вспышки звездообразования. Наблюдаемое спектральное распределение энергии можно согласовать с полученными параметрами моделей, если принять различную экстинкцию в направлении на звездную и газовую составляющие для всех WR галактик с экстремально высокой металличностью.

Определен возраст ГКГ с экстремально низким содержанием тяжелых элементов разными методами с использованием разных сценариев: мгновенной и продленной вспышки звездообразования, а также непрерывного звездообразования с постоянным и переменным темпом. Анализ спектральных и фотометрических данных для ГКГ с экстремально низкой металличностью, полученных на ММТ, 10-м телескопе Кек II и 2.4-м космическом телескопе Хаббла (США) показал, что звездное население в них является преимущественно молодым с возрастом не превышающим 100-1000 млн. лет. Верхний предел в определении возраста ГКГ с низкой металличностью получен в предположении полного отсутствия экстинкции в самых внешних областях галактик и соответствует звездному населению с возрастом < 1 млрд.лет, что на порядок меньше возраста Вселенной. Для двух ГКГ с самой низкой металличностью I Zw 18 и SBS 0335-052 верхний предел возраста еще меньше и равен ~100 млн. лет.

Ключевые слова: галактики, голубые компактные галактики, межзвездная среда, звездное население, HII области, WR галактики, содержание химических элементов, эволюция галактик.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

У дисертації викладені результати досліджень голубих компактних галактик, вивчення зоряного населення цих галактик та їхньої взаємодії з міжзоряним середовищем.

Актуальність теми. Пошук молодих галактик, що знаходяться в процесі формування - це одна з найбільш актуальних задач в сучасній астрофізиці. З запуском космічного телескопу Хабла (HST) і з вводом в дію великих наземних телескопів таких, як 10-м телескоп Кека, відкрито велику кількість галактик на червоних зміщеннях z>3 [60]. Незважаючи на це, до цього часу не ясно, чи ці галактики є дійсно первинними? Це пов'язано з тим, що в спектрах всіх галактик на великих червоних зміщеннях спостерігаються сильні абсорбційні лінії важких елементів, що свідчить про те, що ці системи дуже проеволюціонували. Крім того, мала інтенсивність і малі розміри таких дуже віддалених об'єктів не дають змогу вивчити їх детально. Альтернативна можливість - це детальне вивчення підкласу найближчих до нас карликових галактик - голубих компактних галактик (ГКГ) - ймовірних кандидатів у молоді галактики. Спостереження з надзвичайно високою спектральною та просторовою роздільною здатністю та великим відношенням сигнал/шум з допомогою найпотужніших у світі телескопів (6-м телескопу Спеціальної Астрофізичної обсерваторії Російської АН, 4-м телескопу обсерваторії Кіт Пік, 4.5-м телескопу ММТ та 10-м телескопу Кек II (США)) були використані дисертантом для дослідження цікавих об'єктів, що дуже рідко зустрічаються у Всесвіті - голубих компактних галактик з екстремально низьким вмістом важких елементів - локальних двійників галактик, що формуються, на великих космологічних відстанях.

При створенні великої унікальної вибірки голубих компактних галактик було відкрито значну кількість ГКГ з екстремально низьким вмістом важких елементів, що заповнили існуючий з часу відкриття в 1972 р. унікальної галактики I Zw 18 (металічність 1/50 від сонячної) пустий проміжок між цією галактикою та ГКГ зі значно більшою металічністю. Нами була відкрита також унікальна галактика SBS 0335-052 [5] з вмістом важких елементів 1/40 від сонячного.

Важливе значення має визначення з великою точністю вмісту важких елементів, що прямо пов'язане з удосконаленням теорії утворення елементів в зірках і тому забезпечує обмеження на теорію нуклеосинтезу в масивних зірках. Особливо актуальним є визначення точного вмісту азоту в ГКГ, оскільки до цього часу остаточно не з'ясовано, які зірки в основному відповідають за виробництво азоту і чи є азот первинним елементом чи вторинним. Значення дисперсії відношень N/O є також жорстким критерієм для моделей хімічної еволюції з часовою затримкою.

Природа темної матерії, маса якої в багато разів більша маси світної матерії, все ще мало відома. Згідно з однією з найбільш розроблених космологічних теорій з холодною небаріонною матерією (CDM-теорією) карликові галактики утворюються в областях з меншими густинами, ніж яскраві масивні галактики. Незважаючи на великі зусилля по створенню нових великих оглядів, до 1995р. практично не було знайдено карликових галактик низької поверхневої яскравості в середині пустот (“войдів”), окреслених яскравими галактиками. Тому цікаво проаналізувати просторовий розподіл ГКГ, маючи променеві швидкості великої вибірки ГКГ, виміряні з великою точністю по яскравим вузьким емісійним лініям.

Низький вміст важких елементів в ГКГ може бути наслідком або еволюційної молодості ГКГ, або наслідком ефективного видалення з галактик важких елементів, синтезованих в зірках. Оскільки в спалахах зореутворення формується велика кількість масивних зірок, важливо вивчити, як в процесі еволюції вони впливають на міжзоряне середовище, не тільки через ультрафіолетове випромінювання, а й змінюючи динамічний стан міжзоряного середовища і, чи можлива втрата карликовою галактикою значної кількості збагаченого важкими елементами газу.

Найбільш масивні зірки з потужним зоряним вітром в процесі еволюції збагачують міжзоряне середовище. Але до цього часу невідомо, чи це збагачення відбувається на протязі теперішнього спалаху зореутворення (самозбагачення), чи воно відбулося на протязі попередніх спалахів зореутворення. Одна з можливостей вирішення цієї задачі - порівняння хімічного складу іонізованого газу і зірок. До цього часу не було спроб оцінки хімічного складу зірок в ГКГ.

Вольф-Райе (WR) галактики є ідеальними об'єктами для вивчення ранніх стадій зореутворення. Особливо важливим є пошук WR галактик серед галактик з екстремально низькою металічністю, оскільки з моделей еволюції скупчень масивних зірок випливає, що для галактик з низькою металічністю значення відношення кількості WR зірок до всіх масивних зірок наближається до нуля. Спостереження ліній, утворених WR зірками в інтегральних спектрах галактик, забезпечує прямі методи вивчення масивного зоряного населення і має велике значення для удосконалення моделей еволюції масивних зірок з екстремально низькою металічністю, такою, яку неможливо спостерігати в окремих зірках в межах Місцевої Групи галактик (МГГ). Багато параметрів модельних розрахунків залишаються вільними і визначаються тільки з порівнянь одержаних з моделей інтенсивностей і еквівалентних ширин емісійних ліній та статистики WR зірок зі спостережними.

Все ще лишається не вирішеною проблема пояснення природи сильної емісійної небулярної лінії іонізованого гелію HeIIl4686Е, ?ка спостерігається в ГКГ і WR галактиках. Її інтенсивність на декілька порядків більше теоретичного значення, одержаного з фотоіонізаційних моделей, і потребує наявності іонізуючого випромінювання з довжиною хвилі l<228Е. ?осі до кінця не з'ясовано, які механізми відповідають за наявність більш жорсткого, ніж вважалось раніше, поля випромінювання в областях зореутворення.

Цікаво також вивчити масивне населення в іншому граничному випадку - в галактиках з металічностями, що набагато перевищують сонячну. Властивості і еволюція масивних зірок великої металічності та їхня початкова функція мас також мало вивчені.

Існує проблема визначення віку ГКГ з фотометричних і спектральних спостережень, пов'язана з необхідністю врахування просторово неоднорідного газового випромінювання в континумі, яке вносить суттєвий додаток до зоряного континуму і, як правило, не враховується, а також врахування сильних емісійних ліній. Разом з неоднорідною екстинкцією в галактиці це призводить до спотворення кольорів та спектрального розподілу енергії, особливо сильно в голубих компактних галактиках. Важливо узгодити оцінки віку, одержані різними методами, з використанням різних сценаріїв зореутворення: миттєвого спалаху зореутворення, подовженого зореутворення і неперервного зореутворення з постійним або змінним темпом для визначення верхньої межі віку ГКГ з найбільш низьким вмістом важких елементів - ймовірних локальних двійників первинних галактик на великих червоних зміщеннях.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи було вивчення великої вибірки голубих компактних галактик, створеної на базі Другого і частково Першого Бюраканських Оглядів. На базі спостережень цієї вибірки на найпотужніших телескопах передбачалось вивчення властивостей масивного зоряного населення в голубих компактних галактиках з низьким вмістом важких елементів, пошук Вольф-Райе галактик та вивчення взаємодії масивних зірок з міжзоряним середовищем.

З використанням оригінальних спектральних та фотометричних даних, а також створених моделей еволюційного популяційного синтезу було проведено пошук молодих галактик, які переживають перший або один з перших спалахів зореутворення, тобто пошук абсолютно молодих галактик в Локальному Всесвіті.

Наукова новизна одержаних результатів. Під час виконання роботи вперше отримані такі наукові результати:

1. Вивчена нова оригінальна вибірка голубих компактних галактик, в якій знайдено більше десяти екстремальних об'єктів з дуже низьким вмістом важких елементів. До цього часу була відома лише одна така галактика.

2. Вперше зроблено оцінку металічності зірок в ГКГ зі спостережень в спектрах галактик смуг поглинання окису титану. Порівняння металічності зірок і газу в ГКГ з найменшим вмістом важких елементів свідчить про самозбагачення іонізованого газу важкими елементами на протязі спостерігаємого зараз спалаху зореутворення.

3. Створено і досліджено велику однорідну вибірку Вольф-Райе галактик. Вперше в інтегральних спектрах більшої частини вибірки виявлено широкі WR особливості в червоній області спектру. Вперше ідентифіковано декілька нових емісійних ліній в спектрах WR галактик та на їх основі запропоновано метод визначення кількості WNL зірок. Вперше одержані обмеження на моделі еволюційного популяційного синтезу за статистикою WR зірок в бідному важкими елементами оточенні.

4. Вперше показано, що ряд ГКГ з екстремально низькою металічністю можна описати моделями тільки з молодим зоряним населенням до 100 млн.років з миттєвим або подовженим спалахом зореутворення, тим самим спростовуючи загально прийняте твердження, що абсолютно молоді (в порівнянні з віком Всесвіту) галактики можна спостерігати тільки на великих червоних зміщеннях. Таким чином, започатковано новий напрямок детального вивчення молодих галактик в Локальному Всесвіті, відтворена історія зореутворення в цих галактиках та знайдені обмеження на їхній вік. Це допоможе зрозуміти природу подібних галактик, що спостерігаються зі значно гіршою якістю на великих космологічних відстанях.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно:

-- створено програмне забезпечення для визначення фізичних умов та вмісту елементів кисню, азоту, неону, аргону та сірки в областях іонізованого водню в ГКГ;

-- проведена обробка та вимірювання всіх спектральних спостережень, одержаних на 6-м телескопі САО РАН та розрахований вміст важких елементів в ГКГ;

-- створені програми для визначення точних відстаней до ГКГ по радіальним швидкостям галактик для вивчення просторового розподілу ГКГ;

-- зроблена оцінка металічності зірок в ГКГ по створеним програмам, в яких враховується вклад газового випромінювання в континумі в розподіл енергії в спектрах ГКГ. Знайдено самозбагачення іонізованого газу важкими елементами на протязі спалаху зореутворення, що спостерігається;

-- створена і досліджена велика однорідна вибірка Вольф-Райе галактик. В інтегральних спектрах більшої частини вибірки виявлені широкі WR особливості в червоній області спектру та ідентифіковані нові емісійні лінії в спектрах WR галактик. За статистикою WR зірок різних підтипів в бідному важкими елементами оточенні одержані обмеження на моделі еволюційного популяційного синтезу;

-- показано, що ряд ГКГ з екстремально низькою металічністю можна описати моделями тільки з молодим населенням.

На рівних правах дисертанту та співавторам належать результати таких робіт:

-- вивчення просторового розподілу ГКГ в порівнянні з просторовим розподілом яскравих галактик, які окреслюють добре відомі великомаштабні пустоти, так звані “войди”;

-- аналіз моделей з подовженим спалахом зореутворення з використанням стандартної початкової функції мас зірок при описанні всієї сукупності спостережних даних для галактик з зореутворенням, які мають екстремально високу металічність;

-- визначення з великою точністю вмісту первинного гелію в голубих компактних галактиках з низьким вмістом важких елементів;

-- аналіз поверхневого розподілу яскравості та кольору з результатів широкосмугової фотометрії;

створення та використання моделей еволюційного популяційного синтезу;

відкриття ліній заліза та аргона високих ступенів збудження в галактиці Tol 1214-277, що підтверджує існування дуже жорсткого радіаційного поля в ГКГ.

У статтях, які опубліковані в співавторстві, дисертант приймала участь в постановках задач, спектральних спостереженнях, обробці спостережних даних, аналізі отриманих результатів та написанні статей або написанні окремих розділів статей.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась в рамках програм фундаментальних досліджень, які проводились в ГАО НАНУ: бюджетні теми “Вивчення структурних властивостей і еволюція великомаштабних утворень у Всесвіті: протогалактичних неоднорідностей, скупчень галактик і галактик” (номер держреєстрації 01.86.0057189), “Спектрофотометрія і моделювання областей іонізованого водню в голубих компактних карликових галактиках” (номер держреєстрації 01.91.0017291), “Взаємодія масивних зірок з міжзоряним середовищем в галактиках з активним зореутворенням” (номер держреєстрації 0195U011265), “Дослідження еволюційного стану карликових галактик з активним зореутворенням” (номер держреєстрації 0101U000245).

Практичне значення одержаних результатів. Більшість одержаних в дисертації результатів знайшли своє застосування в працях інших наукових дослідників, про що свідчить високий рівень посилань на роботи дисертанта, надруковані у найбільш відомих міжнародних журналах: Astrophysical Journal, Astronomical Journal, Astronomy and Astrophysics, Nature.

Визначення з великою точністю хімічного складу голубих компактних галактик з екстремально низьким вмістом важких елементів, вивчення WR галактик та визначення віку ГКГ, одержані з використанням найбільш потужніх у світі телескопів (6-м телескопу САО РАН, 4-м телескопу обсерваторії Кіт Пік, 4.5-м телескопу ММТ, 10-м телескопу Кек II, 2.4-м телескопу Хабла (США)), має важливе значення при розв'язку таких фундаментальних питань астрофізики, як походження та еволюція Всесвіту, формування і еволюція зірок та галактик, нуклеосинтез хімічних елементів.

Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертації доповідались на: міжнародній конференції “Physical processes in fragmentation and star formation” (Rome, Italy, 1989); 3-й міжнародній конференції DAEC Workshop “The feedback of chemical evolution on the stellar content of galaxies” (Paris/Meudon, France, 1992); міжнародній конференції ISS Meeting “Panchromatic view of galaxies - their evolutionary puzzle” (Kiel, Germany, 1993); міжнародній конференції ESO/OHP Workshop “Dwarf galaxies” (Haute-Provance, France, 1993); міжнародній конференції 11th IAP Astronomical Meeting “The interplay between massive star formation, the ISM and galaxy evolution” (Paris, France, 1995); міжнародній конференції JENAM-1999 (Toulouse, France, 1999); міжнародній конференції ASP “Massive stellar clusters” (Strasbourg, France, 1999); міжнародній астрономічній конференції, присвяченій 95-й річниці з дня народження Г.Гамова “The universe of Gamov: in astrophysics and cosmology” (Одеса, 1999); міжнародній конференції UKRASTRO-2000 “Astronomy in Ukraine - 2000 and beyond, impact of international cooperation” (Київ, 2000); Європейській астрономічній конференції “The evolution of galaxies” (Granada, Spain, 2000); семінарах ГАО НАН України.

Публікації. Результати, викладені в дисертації, опубліковані упродовж 1989 - 2001 рр. в 45 статтях: з них 27 - в рецензованих наукових журналах [1-27], 18 - статті в збірниках конференцій [28-45].

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, 5 розділів, висновків і списку використаних джерел, який включає 402 найменування. Загальний об'єм дисертації 334 сторінки, 49 ілюстрацій і 23 таблиці.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У Вступі дається загальна характеристика роботи, обґрунтовано актуальність теми дисертації, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено наукову новизну і практичну цінність отриманих результатів, наведено відомості стосовно апробації роботи, публікацій, структури, а також коротко викладено зміст дисертації за розділами.

Розділ 1. Аналіз повної вибірки голубих компактних галактик із Другого Бюраканського Огляду. В першому розділі обгрунтовується мета створення нової вибірки ~400 голубих компактних галактик та проводиться її аналіз. Основною метою створеної вибірки ГКГ, що базується на Другому (SBS) та частково Першому (FBS) Бюраканських Оглядах, був пошук об'єктів з найбільш низьким вмістом важких елементів серед неправильних карликових галактик з яскравими HII областями, в яких спостерігається перший або один з перших епізодів зореутворення, в зв'язку з чим в цих галактиках ще не напрацьовано великої кількості важких елементів. Викладені деталі спектральних та фотометричних спостережень вибірки та обробки спостережень, що почалися в 1988р. на 6-м телескопі САО РАН. Описані методи корекції інтенсивностей емісійних ліній за міжзоряну екстинкцію та поглинання у водневих лініях, що створюється зірками галактик, корекції за ефекти нелінійності в приймаючій апаратурі, методи визначення фізичних умов (електронних температур та електронних концентрацій) та визначення вмісту кисню, азоту, неону, аргону та сірки в ГКГ. Запропоновано новий метод оцінки вмісту кисню, що був використаний при масових спостереженнях ГКГ на сканер-спектрографі 6-м телескопу з помірною та низькою спектральною роздільною здатністю, коли відносно слабка лінія [OIII]l4363Е ?е детектується з причини малого відношення сигнал/шум. Добре відомі труднощі, пов'язані з використанням емпіричних методів (звичайно використовують кисень, як показник вмісту важких елементів): роздвоєння калібровочної кривої при одних і тих же значеннях сильних ліній кисню ([OII]l3727+[OIII]ll4959,5007)/Hв (параметр R23) на “нижню” та “верхню” гілки , які відносяться до малого і великого вмісту кисню. Це приводить до неоднозначності в визначенні вмісту кисню при одних і тих же значеннях параметра R23 і тому необхідні додаткові критерії для віднесення об'єктів до “нижньої” або “верхньої” гілки. Ми використали 2 критерії: еквівалентну ширину лінії Hв та відношення інтенсивностей ліній ([OIII]ll4959,5007)/([OII]l3727), яке відображає ступінь іонізації туманності, і побудували калібровочну криву для визначення металічності галактик, що відносяться до “нижньої” гілки, по 40 спектрам ГКГ високої якості (що спостерігалися на ешеле-спектрографі 6-м телескопу) з низьким вмістом важких елементів і відносно яскравою лінією [OIII]l4363Е.

Голубі компактні галактики створеної вибірки заповнили існувавший пустий проміжок в області низьких металічностей у розподілі ГКГ по металічностям. В рамках програми створення вибірки ГКГ в 1988 р. нами була відкрита голуба компактна галактика SBS 0335-052 (Z~Z¤/40) [5] - друга після відомої галактики I Zw 18 (Z~Z¤/50), а також ряд галактик з вмістом кисню від 1/17 до 1/40 від сонячного.

З результатів аналізу вибірки галактик з областями HII високого збудження не знайдено залежності відношення Ne/O від вмісту кисню. Одержаний результат свідчить про одночасне утворення кисню і неону в одних і тих же зірках.

За результатами фотометричних і спектральних даних для вибірки ГКГ показано, що голубі компактні галактики не повторюють відомої лінійної залежності абсолютної зоряної величини від вмісту кисню, побудованої для галактик інших морфологічних типів, а мають систематичний зсув в область більш високих світностей, спричинений високою активністю зореутворення в ГКГ. Зроблено висновок, що цю залежність не можна використовувати для пошуку ГКГ з низьким вмістом важких елементів, як це часто робилося.

Крім вибірки ГКГ з SBS в 1998 р. нами був розпочатий новий спектральний Гамбург/САО Огляд для пошуку галактик з емісійними лініями, який заповнює область неба між полями SBS і Кейс (Case) оглядів. В рамках цього огляду уже відкрито понад 800 галактик з емісійними лініями, серед яких декілька ГКГ з масовою долею важких елементів Z<Z¤/20. Знайдена галактика HS 0822+3542 з вмістом кисню <1/30 від сонячного [43].

З теорії відомо, що кисень в HII областях є первинним елементом і виробляється масивними зірками з масою Mі10M¤. Інші елементи a-процесів, що також спостерігаються в HII областях, такі, як неон, аргон і сірка, виробляються як в процесі гідростатичного горіння, так і в вибуховому нуклеосинтезі в одних і тих же масивних зірках. На основі подальших спостережень ГКГ на 4-м телескопі Кіт Пік одержано з великою точністю середні значення вмісту Ne, S, Ar, N по відношенню до кисню. Одержані відношення Ne/O, Ar/O і S/O не залежать від вмісту кисню, як і свідчить теорія зоряного нуклеосинтезу. Але ситуація з азотом більш складна і є предметом постійних дискусій в останні роки. Основні процеси нуклеосинтезу добре зрозумілі - азот виробляється в CNO-циклі, що переробляє кисень і вуглець на протязі фази горіння водню в зірках. Але залишається до кінця не зрозумілим, які зірки в основному відповідають за виробництво азоту. Синтез вторинного азоту може протікати в зірках будь-яких мас, але вважається, що первинний азот звичайно (але не завжди) синтезується зірками середніх мас. В той час, як спектральні спостереження спіральних галактик показують, що відношення N/O лінійно збільшується із збільшенням O/H, в нашій вибірці ГКГ з низькою металічністю знайдено постійне відношення N/O, яке не залежить від O/H, з малою дисперсією N/O, яка стає особливо малою в області малих металічностей (±0.02 dex). Значення дисперсії N/O є жорстким критерієм для моделей хімічної еволюції з часовою затримкою. Затримка іжекції кисню і азоту в міжзоряне середовище є результатом різного часу еволюції зірок різних мас, що призводить до значної дисперсії N/O, яка повинна збільшуватись в напрямку зменшення металічності, оскільки відносне збагачення міжзоряного середовища азотом і киснем більш суттєве в більш первинному середовищі. Ці два висновки протирічать нашим результатам. Теорію можна узгодити з одержаними результатами, якщо збільшити чисельні параметри (які звичайно не мають точного рішення і підбираються), які відповідають за довжину проникаючої конвекції. При цих умовах первинний азот може вироблятися всіма масивними зірками з Mі30M¤, але тільки зірками з низькою металічністю. Таким чином, ми одержали, що в ГКГ з низьким вмістом важких елементів 12+log(O/H)Ј7.6 азот виробляється, як первинний елемент, ймовірно, масивними зірками. Середнє значення N/O і його дисперсія стає більшою (±0.08 dex) при вмісті кисню 7.6Ј12+log(O/H)Ј8.2, що пояснюється додатковим вкладом первинного азоту, який виробляється зірками середніх мас, в додаток до первинного азоту, що виробляється масивними зірками.

Деякі спостережні і теоретичні дані свідчать про те, що у Всесвіті може міститися велика кількість темної матерії, маса якої може бути в ~100 разів більша маси світної матерії, що міститься в зірках та галактиках. Наявність темної матерії не може не впливати на процеси формування галактик і великомаштабної структури Всесвіту. Природа темної матерії все ще до кінця не відома, хоча існує широкий спектр ідей і теорій: від баріонної темної матерії в об'єктах типу Юпітера або коричневих карликах до холодної небаріонної темної матерії (CDM теорія) або гарячої темної матерії (HDM теорія) з масивними нейтрино, а також комбінації різних теорій, наприклад, CDM+HDM теорія. Так, наслідком однієї з найбільш розроблених космологічних моделей - CDM моделі є те, що яскраві галактики, які окреслюють великомаштабну структуру Всесвіту, формуються в областях підвищеної густини і тому значно більш кластовані. Карликові галактики утворюються в областях з меншими густинами, їх розподіл більш близький до розподілу повної маси і тому вони повинні попадати в пустоти (так звані “войди”), які окреслені яскравими галактиками. Результати розподілу в просторі карликових галактик низької поверхневої яскравості і голубих компактних галактик до цього часу суперечливі. Незважаючи на серйозні зусилля по створенню нових великих оглядів, до 1995 р. практично не було знайдено карликових галактик всередині “войдів”. Ми використали всі галактики з повної вибірки ГКГ із SBS, для яких були одержані спектральні спостереження високої якості (243 галактики). З променевих швидкостей одержано просторовий розподіл вибірки ГКГ, який виглядає менш “кластованим” в порівнянні з яскравими галактиками із огляду CfA (Center for Astrophysics) [53] (877 галактик). Групи із декількох ГКГ безсумнівно знаходяться у “войдах”, окреслених яскравими галактиками. Проведена також кількісна оцінка цього висновку з використанням методу DNN - статистики найближчого оточення. Гістограми розподілу відстаней DNN до найближчої яскравої галактики для вибірок ГКГ і CfA галактик відрізняються одна від одної, а також від гістограм для випадкових розподілів галактик, одержаних по 100 моделюванням методом Монте-Карло. Найбільш виразним є дефіцит ГКГ відносно яскравих галактик для DNN Ј 2h-1 Мпк і надлишок для DNN і 5h-1 Мпк (тут h означає постійну Хабла в одиницях 100 км·с-1·Мпк-1). Одержаний більший дефіцит ГКГ з DNN Ј 2h-1 Мпк підтверджує гіпотезу, що основна кількість карликових галактик утворилася з дрібномаштабних первинних флуктуацій густини, а не як скалки від приливної взаємодії між масивними галактиками. Для більшої частини (~80%) ГКГ DNN Ј 5h-1 Мпк і вони повторюють великомаштабну структуру, окреслену яскравими галактиками, але ~20% ГКГ мають DNN і 5h-1 Мпк і знаходяться у “войдах”. Просторовий розподіл голубих компактних галактик співпадає з розподілом карликових галактик низької поверхневої яскравості. Це ще раз підтверджує ідею, що ГКГ - це ті ж карликові галактики низької поверхневої яскравості, в яких зараз протікає спалах зореутворення.

Розділ 2. Взаємодія масивних зірок з міжзоряним середовищем. Малий вміст важких елементів в голубих компактних галактиках може бути наслідком або еволюційної молодості ГКГ, коли в галактиці протікає один з перших спалахів зореутворення, або наслідком ефективного видалення з галактики важких елементів, напрацьованих зірками. В коротких спалахах зореутворення на протязі t~107 років формується велика кількість гарячих масивних О зірок, які в процесі еволюції повинні впливати на міжзоряне середовище не тільки через ультрафіолетове випромінювання, але й через зоряний вітер від О і WR зірок, а також ударні хвилі від вибухів наднових. Це може призводити до видалення важких елементів через так званий “галактичний вітер”. Останнім часом побудовані моделі хімічної еволюції з так званим “збагаченим галактичним вітром” [58], в якому враховується селективна втрата маси галактикою. Але пряме спостереження залишків наднових і зоряного вітру в гіганських HII областях в ГКГ є складною проблемою з причини великої поверхневої яскравості областей HII. В той же час і наднові, і зоряний вітер змінюють динамічний стан міжзоряного середовища, створюючи передумови для непрямих методів їх виявлення. Індикатором швидких рухів іонізованого газу може бути розширення ліній, а також підсилення деяких емісійних ліній за фронтом ударної хвилі. Ми провели пошук проявів наднових і зоряного вітру в спектрах ~100 ГКГ, одержаних з ешеле-спектрографом “ЗЕБРА” 6-м телескопу. Одержано статистику широких і дуже широких компонентів сильних емісійних ліній, широких WR особливостей і ліній, підсилених ударним збудженням в ГКГ. Рухи газу в ГКГ з швидкостями в декілька сотен кілометрів в секунду, що перевищують параболічні швидкості, знайдені в 30% галактик. Довжини хвиль широких і дуже широких компонентів яскравих ліній практично для всіх галактик з точністю до 1A співпадають з довжинами хвиль вузьких компонентів тих же емісійних ліній; більшість ГКГ мають при цьому правильну сферично-симетричну форму. Все це виключає гіпотезу про можливу приливну природу високошвидкісних рухів. З профілів лінії Hб розраховані швидкість, світність, маса і кінетична енергія для всіх газових компонентів. Кінетична енергія високошвидкісного газу в ГКГ (що досягає швидкостей >2000 км/с, одержаних з дуже широких компонентів ліній), значно перевищує енергію окремих надоболонок і надпузирів в нашій Галактиці і Магеланових Хмарах і досягає кінетичної енергії високошвидкісного газу, що спостерігається в деяких галактиках з надвисокою світністю в далекому інфрачервоному діапазоні. Маси високошвидкісного газу в галактиках складають до (10-20)% по відношенню до загальної маси іонізованого газу, що разом з великими швидкостями призводить до висновку про можливість втрати значної кількості газу для деяких галактик.

Проведені дослідження розподілу радіальних швидкостей найбільш сильних емісійних ліній Hб, Hв, [OIII]l4959Е і l5007Е ?здовж довгої осі в 7 ГКГ з однією або кількома HII областями. Одержані стрибки променевих швидкостей від 30 до 200 км/с на шкалі від 50 до 300 пк в кожній галактиці з середнім значенням стрибка ~50 км/с. При цьому розподіли швидкостей, одержані по різним лініям, дуже добре співпадають між собою, в той час, як в тих же спектрах яскраві лінії нічного неба залишаються незмінними. Оскільки в дійсності ідеальна сферично-симетрична оболонкова структура частіше всього не спостерігається, найбільш яскраві шматки оболонок і надоболонок створюють нерозщеплені компоненти вузьких емісійних ліній зі зміщеними променевими швидкостями. Стрибки швидкості утворюються на фронтах ударних хвиль. Таким чином, нами вперше одержано розподіл швидкостей іонізованого газу в відносно далеких ГКГ з низьким вмістом важких елементів, який добре узгоджується з розподілом променевих швидкостей в найближчих галактиках з зореутворенням, що свідчить про наявність в них однакових механізмів.

В спалахах зореутворення формується велика кількість масивних зірок, еволюція найбільш масивних із них з потужним витоком речовини - зоряним вітром - передбачає збагачення оточуючого міжзоряного середовища продуктами нуклеосинтезу. Однак, до цього часу невідомо, чи це збагачення проходить на протязі нинішнього спалаху зореутворення (самозбагачення), чи воно сталося на протязі попередніх спалахів зореутворення. Одна з можливостей вирішення цієї задачі - порівняння хімічного складу іонізованого газу і зірок. У випадку самозбагачення в ГКГ, де зореутворення тільки почалося (малий вік області зореутворення), хімічний склад зірок і іонізованого газу повинен співпадати. На пізніх стадіях спалаху зореутворення кількість важких елементів в газі збільшується. В загальному випадку картина може бути більш складною: збагачення залежить від віку спалаху зореутворення, повної маси галактики, потужності спалаху, ефективності перемішування з міжзоряним середовищем та наявності збагаченого галактичного вітру. Для визначення металічності зоряного населення ГКГ була використана сітка спостережних параметрів 63 зоряних скупчень різних типів із роботи [47], з надійно визначеними віком і металічністю, замість спостережних або змодельованих спектрів окремих зірок з використанням їх в методі еволюційного популяційного синтезу, як це звичайно робиться. В спектрах 36 областей зореутворення в 30 ГКГ, одержаних на 4-м телескопі Кіт Пік, вимірювались еквівалентні ширини смуг поглинання, створених головним чином молекулами окису титану TiO, а також FeI, CaI, C2, CN в областях довжин хвиль ll6156-6210Е ? ll6210-6274Е. Наявність смуг поглинання окису титану в ГКГ свідчить про існування в галактиці холодних зірок. Це або червоні надгіганти - молоді масивні зірки нинішнього спалаху зореутвореня, що швидко еволюціонують, або результат накладання молодого спалаху зореутворення на підложку більш старого зоряного населення (червоні гіганти), що утворилися в попередніх спалахах зореутворення.

З виміряного абсолютного потоку FHb розраховано вклад в сумарний спектр галактики неперервного випромінювання газу, що створюється за рахунок вільно-вільного, вільно-зв'язаного та дво-фотонного випромінювання. Еквівалентні ширини смуг поглинання виправлені за вклад телуричних ліній поглинання (молекулами O2, H2O, CO2 і іншими). Для визначення металічності зірок ми побудували калібровочну залежність еквівалентних ширин смуг поглинання TiO від металічності скупчень по даним [47]. Металічність газу визначено по вмісту кисню в зонах HII. Одержана металічність зірок, як правило, нижче металічності газу. Вся вибірка галактик була розбита на 3 вікові групи: 1) EWem(Hв)>100Е ? віком <3·106 років, 2) галактики з WR зорками (t~(2ч3)·106 років), 3) галактики з EWem(Hв)<100Е (t >107 років). Всі галактики з EWem(Hв)>100Е ?ають абсолютні зоряні величини M=-13mч-14m і є абсолютно слабкими і маломасивними галактиками, вони розташовані найближче до лінії рівних металічностей зірок і газу. Це означає, що в цих галактиках збагачення міжзоряного газу важкими елементами тільки почалося і ми спостерігаємо ефект самозбагачення в ГКГ. В період збагачення міжзоряного середовища WR зірками і надновими металічність газу швидко збільшується, що і спостерігається в галактиках з великою кількістю WR зірок, а також в галактиках з t >107 років, для яких різниця між металічністю газу і зірок стає максимальною.

З використанням моделей еволюції зірок з втратою маси, в яких розраховано вихід кисню в міжзоряне середовище на протязі життя зірки, зроблена оцінка кількості масивних зірок. Зсув галактик від положення рівної металічності зірок і газу в галактиці вдалося пояснити хімічною еволюцією в області зореутворення від декількох сотен до тисяч масивних зірок. Ця оцінка добре узгоджується з оцінкою кількості О зірок, одержаної нами із світності галактик в емісійній лінії Hб, а також з кількістю наднових, одержаною з оцінки кінетичної енергії, зробленої з швидкостей широких компонентів лінії Hб.

Таким чином, результати порівняння металічності зірок і газу в ГКГ свідчать про самозбагачення іонізованого газу важкими елементами, принаймні, в ГКГ з найбільш низькою металічністю.

Розділ 3. Вольф-Райе галактики. Якщо в спектрі галактики, як цілої, або якої-небудь її частини виявлені WR особливості, створені нерозділеним на окремі зірки скупченням або скупченнями зірок, що містять зорі Вольф-Райе, то така галактика називається WR галактикою. Термін WR галактика, таким чином, відокремлює такі галактики від більш близьких галактик, в яких можна спостерігати окремі WR зірки. WR галактики знаходяться в стадії спостерігаємого нині спалаху зореутворення, в процесі якого найбільш масивні із утворених зірок проеволюціонували до стадії Вольф-Райе. Тому WR галактики - ідеальні об'єкти для вивчення ранніх стадій зореутворення. WR феномен - це наслідок високого темпу втрати маси з одиниці площі зоряної поверхні (потужного зоряного вітру), що проявляється в наявності широких емісійних ліній.

Оскільки вивчення окремих WR зірок є базою для розуміння класу об'єктів, названих WR галактиками, подано огляд результатів вивчення WR зірок. За останнє десятиріччя одержала розвиток техніка виявлення WR зірок з допомогою вузькосмугових фільтрів, центрованих на основних лініях WR зірок, яка показала, що попередні фотографічні огляди мали повноту ~50% і це тільки для зірок WN підтипів. В зв'язку з цим особливо важливим стає використання непрямих методів вивчення масивного населення галактик: по прямим доказам присутності нащадків масивних зірок в інтегральних спектрах галактик. Клас задач, пов'язаних з непрямим вивченням масивних зірок в галактиках - це оцінка складу масивного зоряного населення (визначення кількості О і WR зірок, серед них зірок WN і WC підтипів), дослідження залежності кількості цих зірок від металічності і віку, визначення віку області зореутвореня, тривалості спалаху зореутворення, одержання спостережуваних обмежень на верхню і нижню межу мас Mup і Mlow початкової функції мас (ПФМ), нахилу ПФМ, впливу екстинкції.

Наведені основи спектральної класифікації WR зірок, що базується в основному на ступені іонізації (залежної від температури) найбільш сильних ліній гелію, азоту, вуглецю і кисню - для азотної, вуглецевої і кисневої послідовностей WR зірок, а також основи останніх кількісних класифікацій, в тому числі тримірної кількісної класифікації WN зірок. Використовуючи моделі атмосфер зірок різних мас і їхні еволюційні треки (або ізохрони), задаючи нахил ПФМ, верхню і нижню межу мас ПФМ і інтегруючи по заданому спектру мас в визначених часових інтервалах (з нормуванням на 1 M¤) можна одержати зміну з часом основних інтегральних параметрів заданого таким чином зоряного скупчення. Такі моделі еволюційного популяційного синтезу (ЕПС) розраховують зміну з часом WR ліній в WR галактиках. В останніх моделях WR галактик враховуються також ефекти еволюції масивних зірок в подвійних системах з участю обміну масами між компонентами шляхом перетікання речовини із однієї полості Роша в другу через внутрішню точку Лагранжа. В моделях зоряних атмосфер враховується змінний з часом темп втрати речовини, відхилення від ЛТР, ефекти перемішування речовини в зірках (конвективне перемішування - радіальне, меридіанне), обертання зірок, ефекти бленкетування. Але багато параметрів модельних розрахунків залишаються вільними і визначаються лише з порівняння модельно одержаних інтенсивностей, еквівалентних ширин WR ліній і статистики WR зірок зі спостережними.

Таким чином, вивчення зоряного населення в WR галактиках має значення для удосконалення моделей еволюції масивних зірок, в тому числі при екстремально низьких металічностях. В областях з металічністю близькою до сонячної властивості окремих WR зірок достатньо добре вивчені, як в спостережному аспекті, так і з результатів моделювання атмосфер і еволюції масивних зірок. Але ситуація виявляється суттєво менше відомою при переході до галактик з екстремально низькою металічністю, таких, як ГКГ. Прямих спостережень WR зірок в галактиках з металічністю Z=(1/10ч1/50)Z¤ не існує. Останнім часом з'явилися роботи по моделюванню еволюції скупчень масивних зірок з дуже низькою металічністю. Але з теорії випливає, що для галактик з екстремально низькою металічністю значення відношення кількості WR зірок до всіх масивних зірок стає рівним нулю. В зв'язку з цим найбільш цікавим результатом, одержаним нами, було виявлення WR зірок в голубих компактних галактиках I Zw 18 і SBS 0335-052 з рекордно малим вмістом важких елементів [17, 20].

Спостереження створеної нами вибірки 39 WR галактик, вибраних в основному з повної вибірки ГКГ із SBS, проведені на 4-м і 2.1-м телескопах обсерватирії Кіт Пік, а також на 4.5-м телескопі ММТ в одному режимі. Обробка спостережень виконана в програмному пакеті IRAF. Наведені спектри 39 WR галактик з ототожненими лініями WR зірок, а також одержані вмісти кисню, які перекривають 2 порядки значень від Z¤/50 до 2Z¤. Така унікальна вибірка дозволяє одержати властивості зоряного населення WR галактик в широкому ряду по вмісту важких елементів. Більшість WR галактик виявлені по емісійним надлишкам в області l~4650Е, ?ак званого “blue bump” або голубої WR особливості, яка складається з нероздільної бленди емісійних ліній NVl4605,4620, NIIIl4634,4640, CIII/CIVl4650,4658 і HeIIl4686. В 1997р. було відомо ~70 WR галактик і тільки в декількох з них були виявлені також більш слабкі широкі WR особливості в червоній області спектру (або WC особливості) (CIVl5808). Але моделі еволюційного популяційного синтезу передбачають наявність значної кількості WR галактик, в яких домінують WC зірки (~30% для масової долі важких елементів Z¤/5 Ј Z Ј 1Z¤). Ситуація різко змінилася з часу створення нами великої вибірки ГКГ із SBS. В 33 галактиках з нашої вибірки 39 WR галактик (75%) виміряні абсолютні потоки і світності в лініях як голубої, так і червоної WR особливостей. галактика зірка населення