Дослідження випромінювання галактик з активним зореутворенням у далекому інфрачервоному діапазоні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національна академія наук України

Головна астрономічна обсерваторія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

01.03.02 - Астрофізика, радіоастрономія

Дослідження випромінювання галактик з активним зореутворенням у далекому інфрачервоному діапазоні

Ізотова Ірина Юліанівна

Київ 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Астрономічній обсерваторії Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ

Науковий керівник: доктор фізико-математичних наукстарший науковий співробітник Парновський Сергій Людомирович, Астрономічна обсерваторія Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, провідний науковий співробітник.

Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук старший науковий співробітник Пілюгін Леонід Степанович, Головна астрономічна обсерваторія Національної академії наук України, м. Київ, провідний науковий співробітник;

кандидат фізико-математичних наук старший науковий співробітник Захожай Володимир Анатолійович, Науково-дослідний інститут астрономії Харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна Міністерства освіти і науки України, м. Харків, директор.

Провідна установа: Астрономічна обсерваторія Львівського національного університету ім. Івана Франка Міністерства освіти і науки України, м. Львів

Захист дисертації відбудеться “29” листопада 2002 р. на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д26.208.01 при Головній астрономічній обсерваторії НАН України за адресою: 03680, м. Київ, МСП, вул. Академіка Заболотного, 27, ГАО НАН України. Початок засідань о 10 год.

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

Автореферат розісланий “25” жовтня 2002 р.

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

1. Загальна характеристика роботи

випромінювання галактика зореутворення інфрачервоний

Актуальність теми. Сучасна астрофізика широко використовує спостережні дані, які були отримані на орбітальних телескопах. Один з таких телескопів було розміщено на супутнику IRAS (англ. Infra Red Astronomical Satellite). В 1983 р. IRAS за десять місяців роботи на орбіті відсканував 96% неба у чотирьох смугах на довжинах хвиль 12, 25, 60 і 100 мкм і зареєстрував понад 245 тисяч об'єктів. Це вперше дало можливість комплексно вивчати випромінювання космічних об'єктів у середньому (12 і 25 мкм) та далекому (60 і 100 мкм) інфрачервоному (далі ІЧ) діапазонах спектра, які внаслідок поглинання атмосферою Землі є недоступними для наземних спостережень (середній ІЧ діапазон частково, а далекий ІЧ діапазон повністю).

Спостереження галактик у далекому ІЧ діапазоні спектра дали унікальну можливість зазирнути у глибину областей, які сильно екрановані пилом для оптичного випромінювання, таких, наприклад, як центр Галактики та щільні темні хмари у диску Галактики. Вони є надзвичайно цінними для вивчення процесів формування зір при стисканні щільних хмар газу та пилу і їх подальшої еволюції; дослідження загального розподілу міжзоряної речовини у Галактиці; визначення відносної поширеності та розподілу пилу в інших галактиках.

Дані спостережень на супутнику IRAS у далекому ІЧ діапазоні спектра [1] стали основою для досліджень галактик поля та скупчень, різних морфологічних типів, з різними проявами активності [2-10]. Було показано, що випромінювання галактик у цьому діапазоні - це теплове випромінювання пилу, що нагрівається різними джерелами енергії, одним з яких, часто головним, є молоді зорі в областях зореутворення [3-4, 6-7]. У деяких галактиках було виявлено такий високий рівень активності зореутворення, що їх світність у далекому ІЧ діапазоні спектра переважала світність в оптичному діапазоні [3, 5]. Було запропоновано моделі, які пояснюють механізми цього випромінювання [11, 12].

Дослідження у перелічених роботах проводились, в основному, для окремих об'єктів або базувались на невеликих вибірках галактик. Тому актуальними є дослідження випромінювання галактик з активним зореутворенням у далекому ІЧ діапазоні на основі значних вибірок галактик, однорідних та повних в оптичному діапазоні спектра. Каталог галактик з ультрафіолетовим континуумом (інші назви - Перший Бюраканський огляд або галактики Маркаряна) [13] є однією з найбільших та однорідних спектральних вибірок галактик на невеликих червоних зміщеннях z 0.1. Його продовженням в область більш слабких зоряних величин є Другий Бюраканський огляд [14]. Ці каталоги включають галактики з областями HII, що іонізуються масивними зорями (HII- галактики, інша назва - галактики з активним зореутворенням) та/або нетепловим випромінюванням ядра (галактики Сейферта). Визначення та дослідження інтегральних характеристик галактик з активним зореутворенням у далекому ІЧ діапазоні спектра (світність, температура пилу, швидкість поточного зореутворення), виявлення їх зв'язку з інтегральними характеристиками в інших діапазонах спектра, моделювання їх випромінювання є актуальними, тому, що сприятимуть:

- з'ясуванню природи джерел нагрівання пилу у галактиках різних морфологічних типів та з різними формами активності (активними ядрами, активним зореутворенням);

- визначенню властивостей міжзоряного пилу, а саме хімічного складу, оптичних характеристик, розподілу порошинок за розмірами;

- отриманню характеристик областей зореутворення (розмірів, мас, початкової функції мас зір) та швидкості поточного зореутворення у галактиках, що є важливим як з огляду побудови моделей хімічної еволюції окремих галактик, так і для визначення середньої швидкості зореутворення у локальному Всесвіті - важливого параметра для побудови космологічних моделей.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в Астрономічній обсерваторії Київського національного університету імені Тараса Шевченка у рамках бюджетних тем “Дослідження структурних властивостей та еволюції великомасштабних утворень у Всесвіті: протогалактичних неоднорідностей, скупчень галактик та галактик”, номер держреєстрації 01860061327; “Дослідження і моделювання релятивістських систем у Всесвіті”, номер держреєстрації 0193U044880; “Кінематика, структура і фізичні характеристики позагалактичних об'єктів”, номер держреєстрації 0195U030528; “Дослідження структури і фізичних характеристик позагалактичних систем у Всесвіті”, номер держреєстрації 197U003013; “Великомасштабна будова Всесвіту та властивості позагалактичних об'єктів”, номер держреєстрації 0101U000996.

Мета і задачі дослідження. Мета дисертаційної роботи полягає у визначенні та аналізі інтегральних характеристик випромінювання галактик з активним зореутворенням у далекому ІЧ діапазоні спектра (світність, ІЧ надлишок, температура пилу, швидкість поточного зореутворення) з використанням даних супутника IRAS та на основі вибірок, однорідних та повних в оптичному діапазоні спектра.

Для цього поставлено наступні задачі:

Для галактик з активним зореутворенням з Першого та Другого Бюраканських оглядів визначити інтегральні характеристики випромінювання у далекому ІЧ діапазоні спектра (світність, температуру пилу, швидкість поточного зореутворення). Статистичними методами встановити їх зв'язок з інтегральними характеристиками в оптичному та радіо- діапазонах. Порівняти отримані характеристики з аналогічними для нормальних спіральних галактик.

На основі наближеного аналітичного розв'язку задачі переносу випромінювання в оптичному та УФ- діапазонах спектра та з урахуванням фізико-хімічних властивостей пилу (хімічний склад, оптичні властивості, розподіл порошинок за розмірами) побудувати моделі випромінювання блакитних компактних карликових галактик у далекому ІЧ діапазоні спектра.

Визначити швидкість поточного зореутворення у галактиках з активним зореутворенням з Першого та Другого Бюраканських оглядів.

Наукова новизна одержаних результатів:

Вперше для блакитних компактних галактик з Другого Бюраканського огляду було виявлено тісний кореляційний зв'язок між їх світностями у далекому інфрачервоному діапазоні спектра та радіоконтинуумі на довжині хвилі = 20 см. Для HII- галактик з Першого Бюраканського огляду підтверджено виявлений для блакитних компактних карликових галактик тісний зв'язок між світностями у далекому інфрачервоному діапазоні та радіоконтинуумі на довжині хвилі = 6.3 см. Таким чином, показано, що у досліджуваних галактиках обидва види випромінювання (у далекому ІЧ діапазоні та радіоконтинуумі) виникають в областях зореутворення.

Для галактик Маркаряна вперше показано, що маса атомарного водню MH у галактиці та повна (віріальна) маса галактики MT слабо корелюють зі світністю LFIR у далекому інфрачервоному діапазоні спектра, яка характеризує процеси зореутворення, незважаючи на те, що необхідною умовою зореутворення є наявність нейтрального газу.

Для пояснення діаграм показників кольору у середньому та далекому інфрачервоному діапазонах, а також ІЧ світності та інфрачервоного надлишку випромінювання для блакитних компактних карликових галактик запропоновано модель, в якій розглянуто області зореутворення та вперше для материнської галактики зі старим зоряним населенням прийнято степеневий розподіл поверхневої яскравості вздовж радіуса галактики, що властиво еліптичним галактикам. Модель задовільно пояснює спостережні характеристики блакитних компактних карликових галактик та галактик Маркаряна низької світності у далекому ІЧ діапазоні.

Для галактик з Першого та Другого Бюраканських оглядів вперше двома незалежними методами - за світностями у далекому ІЧ діапазоні спектра та радіоконтинуумі на довжині хвилі = 20 см - визначено швидкість поточного зореутворення. Показано, що швидкість поточного зореутворення у цих галактиках більша, ніж у нормальних спіральних галактиках.

Практичне значення одержаних результатів:

Інтегральні характеристики випромінювання галактик з активним зореутворенням у далекому ІЧ-, оптичному і радіо- діапазонах спектра та статистичні залежності, які визначено у роботі, можуть бути використані при чисельному моделюванні випромінювання галактик інших типів.

Результати, які отримані при моделюванні ІЧ випромінювання блакитних компактних карликових галактик, можуть бути використані при дослідженні оптичних та фізико-хімічних властивостей пилу у галактиках.

Швидкості поточного зореутворення у галактиках з Першого та Другого Бюраканських оглядів можуть бути використаними для побудови моделей еволюції галактик та визначення середньої швидкості зореутворення у локальному Всесвіті.

Особистий внесок здобувача. У визначенні та статистичних дослідженнях інтегральних характеристик випромінювання галактик з активним зореутворенням з Першого та Другого Бюраканських оглядів у далекому ІЧ-, оптичному та радіо- діапазонах спектра здобувач брала участь у постановці задачі, зборі даних спостережень галактик Маркаряна в оптичному та радіо- діапазонах, розробці алгоритму обчислень та їх проведенні.

У побудові моделей випромінювання блакитних компактних карликових галактик у далекому ІЧ діапазоні здобувач сформулювала задачу, розробила алгоритм обчислень та провела більшу частину розрахунків, брала участь в аналізі та порівнянні модельних розрахунків з результатами спостережень.

У визначенні швидкості поточного зореутворення у галактиках з Першого та Другого Бюраканських оглядів здобувач сформулювала задачу, зібрала дані спостережень у радіоконтинуумі на довжині хвилі = 20 см з NVSS огляду (англ. National Radio Astronomy Observatory Very Large Array Sky Survey), провела всі розрахунки.

В усіх роботах, що були виконані зі співавторами, здобувач брала участь в аналізі та інтерпретації одержаних результатів, написанні статей та їх обговоренні.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи доповідались на семінарах відділу астрофізики Астрономічної обсерваторії Київського національного університету імені Тараса Шевченка, відділу фізики зір та галактик Головної астрономічної обсерваторії НАН України, а також на конференціях: European Astronomical Society 2-nd General Meeting “Extragalactic Astronomy and Observational Cosmology”, Торунь, Польща, 1993; Другому з'їзді Української Астрономічної Асоціації - міжнародній конференції “Фізика в Україні. Секція Астрономія”, Київ, Україна, 1993; ESO/OHP Workshop “Dwarf galaxies”, Верхній Прованс, Франція, 1993; XXII General Assembly of the International Astronomical Union, Гаага, Нідерланди, 1994; Joint European and National Astronomy Meeting JENAM-99 “The Interplay Betwеen Massive Star Formation and the ISM”, Тулуза, Франція, 1999; міжнародній конференції “Astronomy in Ukraine-2000 and beyond (impact on international cooperation)”, Київ, Україна, 2000; Joint European and National Astronomy Meeting JENAM-2001 “Five Days of Creation: Astronomy with Large Telescopes from Ground and Space”, Мюнхен, Німеччина, 2001.

Публікації. Результати дисертації опубліковано в 6 статтях у наукових реферованих журналах та у 2 препринтах, 2 трудах і 4 тезах конференцій.

Структура та обсяг дисертаційної роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, п'яти розділів, з яких перший присвячено огляду досліджень за темою роботи, висновків та списку використаних джерел. Повний обсяг дисертації складає 177 сторінок, з них 17 сторінок - список використаних джерел (196 найменувань). Всього у роботі представлено 29 рисунків та 7 таблиць.

2. Основний зміст роботи

У Вступі обґрунтовано актуальність теми, коротко описано сучасний стан досліджень випромінювання галактик у далекому ІЧ діапазоні. Подано зв'язок роботи з науковими темами, у роботі над якими брала участь здобувач. Сформульовано мету та задачі дослідження, відображено новизну, практичне значення одержаних результатів та особистий внесок здобувача. Перелічено публікації за темою дисертації та вказано, де відбулась апробація отриманих результатів. Коротко викладено зміст кожного з розділів дисертації.

Розділ 1. Властивості галактик різних морфологічних типів у далекому інфрачервоному діапазоні спектра. Розділ містить огляд публікацій, присвячених аналізу фізико-хімічних властивостей пилу, який випромінює у далекому ІЧ діапазоні спектра. Приведено огляд характеристик цього випромінювання у галактиках з різними проявами активності (активним зореутворенням, наявністю активного ядра з нетепловим випромінюванням), різних морфологічних типів (спіральних та неправильних), з різним оточенням (галактиках поля та скупчень, галактиках, що взаємодіють). Подано огляд публікацій з визначення швидкості зореутворення у галактиках та моделювання їх випромінювання у далекому ІЧ діапазоні.

Розділ 2. Статистичні дослідження інтегральних характеристик галактик Маркаряна в оптичному, далекому інфрачервоному і радіо- діапазонах. У цьому розділі приведено результати статистичних досліджень інтегральних характеристик галактик Маркаряна, визначених на основі даних спостережень супутника IRAS у чотирьох смугах на довжинах хвиль 12, 25, 60 і 100 мкм [1] і з залученням інформації про випромінювання в оптичному діапазоні [13] та радіоконтинуумі на довжині хвилі 6.3 см [5, 9]. Було розглянуто чотири підвибірки галактик Маркаряна: 1) IRE, що включає всі галактики з вузькими емісійними лініями і HII- галактики з активним зореутворенням, в яких було зареєстровано випромінювання у далекому ІЧ діапазоні спектра (N = 271); 2) IRS - галактики з активними ядрами (галактики Сейферта), в яких було зареєстровано випромінювання у далекому ІЧ діапазоні (N = 78); та дві аналогічні підвибірки 3) ndE (N = 381) і 4) ndS (N = 78), в яких IRAS не зареєстрував випромінювання. Галактики, що увійшли до підвибірок IRE та ndE, для стислості названо HII- галактиками. У проведеному дослідженні:

Визначено інтегральні характеристики галактик Маркаряна: світності LB в оптичному та LFIR у далекому ІЧ- діапазонах спектра, інфрачервоний надлишок LFIR/LB, температуру однокомпонентного пилу Td, температуру теплого Tw та гарячого Th компонентів двокомпонентного пилу, світність гарячого компонента пилу Lh, монохроматичну світність P6.3 у радіоконтинуумі на довжині хвилі = 6.3 см. Отримано диференційні функції світності в оптичному, далекому ІЧ- та радіо- діапазонах (дві останні з урахуванням як точних значень потоків, так і їх верхніх границь).

Показано, що галактики Маркаряна мають більшу світність у далекому ІЧ діапазоні lgLFIRIRE = 43.80.6 (LFIR в ерг с-1), lgLFIRIRS = 44.10.6; більш високий ІЧ надлишок lg(LFIR/LB)IRE = -0.20.3, lg(LFIR/LB)IRS = -0.10.4; більшу температуру пилу в однокомпонентній моделі TdIRE = 36.7 5.1 K, TdIRS = 39.9 5.9 K, аніж нормальні спіральні галактики у скупченні Діва: lgLFIRVIRGO = 42.60.5, lg(LFIR/LB)VIRGO = -0.60.6, TdVIRGO = 31.9 3.2 K. Це свідчить про більшу активність зореутворення в HII- галактиках Маркаряна та, можливо, галактиках Сейферта у порівнянні зі спіральними галактиками з Діви.

Виявлено тісний кореляційний зв'язок між світностями в оптичному та далекому ІЧ- діапазонах для галактик IRE- вибірки. Інфрачервоні надлишки LFIR/LB галактик IRE- вибірки зростають при збільшенні світності LB. Це може бути результатом як більшої швидкості зореутворення, так і більшої екстинкції в яскравих галактиках.

Для HII- галактик (IRE- вибірка) показано існування тісного кореляційного зв'язку між монохроматичною світністю P6.3 та іншими інтегральними характеристиками: світністю LFIR, інфрачервоним надлишком LFIR/LB та світністю Lh. Зроблено висновок, що випромінювання HII- галактик у далекому ІЧ діапазоні та радіоконтинуумі на довжині хвилі = 6.3 см виникає в областях зореутворення.

Показано, що для галактик IRE- вибірки залежність монохроматичної світності P6.3 від світності у далекому ІЧ діапазоні P6.3 LFIR1.12 співпадає з залежністю, яку встановлено для блакитних компактних карликових галактик Кунтом і Севре [5]. Для HII- галактик найбільш ймовірне джерело випромінювання у радіоконтинуумі на довжині хвилі 6.3 см - це теплове випромінювання іонізованого газу в областях HII і нетеплове випромінювання залишків наднових зір.

Показано, що в IRS- галактиках зв'язок процесів зореутворення з інтегральними характеристиками випромінювання в оптичному, далекому ІЧ- та радіо- діапазонах більш невизначений. Причиною більш слабких кореляційних зв'язків між світностями у різних діапазонах спектра галактик Сейферта є наявність у них активних ядер із нетепловим випромінюванням. Співвідношення теплового-нетеплового компонентів радіовипромінювання у галактиках з IRS- та IRE- вибірок відрізняються. Відсутність статистично значущого тісного кореляційного зв'язку між P6.3 і LFIR/LB для галактик Сейферта пояснюється тим, що активні ядра не впливають суттєво на світність у далекому ІЧ діапазоні спектра, але світність ядер в оптичному діапазоні можна порівняти з оптичною світністю галактики. Цей висновок відповідає результатам досліджень, які отримані у роботі Еспінози, Руді та Джонса [4]. У галактиках Сейферта нагрівання "гарячого" пилу, який випромінює на 12 і 25 мкм, очевидно, здійснюється як молодими гарячими зорями, так і значною мірою нетепловим випромінюванням активних ядер, що підтверджує висновок роботи де Грііпа та ін. [15].

Встановлено, що маса атомарного водню MH та повна (віріальна) маса MT у галактиках Маркаряна краще корелюють зі світністю в оптичному діапазоні спектра LB, аніж зі світністю у далекому ІЧ діапазоні LFIR. Відсутність тісного кореляційного зв'язку MH та MT з LFIR, та повна відсутність кореляційного зв'язку MH і MT з надлишком ІЧ випромінювання LFIR/LB показують, що процеси зореутворення у галактиках Маркаряна слабо зв'язані з MH та MT. Згодом для галактик із скупчення у Діві цей висновок було підтверджено у роботі Алмозніно та Броша [2].

Розділ 3. Моделювання випромінювання блакитних компактних карликових галактик у далекому інфрачервоному діапазоні. Для блакитних компактних карликових галактик (БККГ) - найбільш простих за своєю будовою неправильних галактик - було запропоновано модель для пояснення характеристик їх випромінювання у середньому та далекому ІЧ- діапазонах спектра. Прийнято, що БККГ складається з материнської галактики та однієї або декількох областей зореутворення. У моделі розглядаються два джерела нагрівання пилу: а) випромінювання гарячих OB- зір в областях зореутворення; б) загальне поле міжзоряного випромінювання, що створюється основним зоряним населенням галактики.

Область зореутворення іонізується скупченням молодих зір, яке знаходиться в її центрі. У результаті утворюється гігантська (розміром 1 кпк) область іонізованого водню HII. При моделюванні прийнято, що у загальному випадку область зореутворення є неоднорідною за густиною газу. Також приймається, що у материнській галактиці густина газу є степеневою функцією радіуса. Прийнято, що пил становить графіто-силікатну суміш з розмірами порошинок 50Е ad 2500 Е. Враховано розподіл порошинок за розмірами відповідно до закону dnd(ad) ad-3.5dad. Враховано також внесок у випромінювання на 12 мкм поліциклічних ароматичних гідрокарбонатних (РАН) молекул, що мають розміри 5 Е aPAH 14 Е і той же закон розподілу за розмірами, що і порошинки.

При моделюванні на основі наближеного аналітичного розв'язку рівняння переносу випромінювання, який запропоновано у роботі Соболєва [16], розраховано перенос неперервного випромінювання у діапазоні довжин хвиль 900 - 18000 Е в однорідній сферично-симетричній газо-пильовій хмарі, яка характеризується концентрацією газу nH і вмістом важких елементів

z = Z/Z.

Центральним джерелом енергії є скупчення зір з початковою функцією мас (ПФМ) dN(m) m- dm, границями інтегрування mL і mU та повною масою зір Mtot.

Область зореутворення була розбита на шари з радіусами ri, для яких були розраховані потоки прямого та дифузного випромінювання. Це дало змогу визначити енергію, що поглинута порошинками, які знаходяться в об'ємі між шарами з радіусами ri та ri+1. При обчисленнях враховано залежність властивостей порошинок - альбедо та середнього косинуса кута розсіювання - від довжини хвилі в ультрафіолетовому та оптичному діапазонах.

Для порошинок з розміром ad ефективність поглинання випромінювання на довжині хвилі в оптичному і ультрафіолетовому діапазонах спектра та ефективність випромінювання в ІЧ діапазоні спектра приймалися рівними відповідно

де (2ad)/, та 0.065ad-1.7 (Ксу і де Зотті [12]).

Температуру Td(ad,) порошинок з розміром ad у шарі з оптичною товщею було отримано з детального балансу енергії, поглинутої в оптичному та ультрафіолетовому діапазонах спектра і випроміненої в ІЧ діапазоні. З температурою Td(ad,) у наближенні чорнотільного випромінювання пилу було обчислено густини потоків S12, S25, S60, S100 на довжинах хвиль 12, 25, 60 і 100 мкм. При цьому було враховано криві чутливості IRAS [1] у відповідних смугах.

Аналогічно було враховано внесок РАН молекул в ІЧ випромінювання. Енергія, яка була поглинута РАН молекулами в оптичному та ультрафіолетовому діапазонах, перевипромінювалась у смузі 12 мкм.

У БККГ поверхнева яскравість у залежності від радіуса може описуватись експоненційним законом, що властиво дисковим галактикам, або степеневим законом, характерним для еліптичних галактик (див., наприклад, Кунт, Морогордато, Вігру [17]). При моделюванні було розглянуто випадок степеневого розподілу. Для материнської галактики розподіл інтенсивності випромінювання вздовж радіуса прийнято за моделлю Кінга, а радіус ядра та поверхнева яскравість центральної частини БККГ вибрані у відповідності з [17]. Температуру пилу, який нагрівається основним зоряним населенням, отримано з балансу енергії, яка була поглинута та випромінена в оптично тонкому шарі. А потім подібно тому, як це було зроблено для області зореутворення, обчислено густини потоків випромінювання на довжинах хвиль 12, 25, 60 і 100 мкм.

Таким чином, у рамках моделі при змінних параметрах для блакитних компактних карликових галактик було обчислено показники кольору lg(S12/S25), lg(S25/S60), lg(S60/S100), інфрачервоний надлишок lg(LFIR/LB) та світність у далекому інфрачервоному діапазоні LFIR/L= 3.89 105 ( 2.58 S60 (Ян) + S100 (Ян)) D2, де D - відстань у мегапарсеках. При цьому враховано внесок як області зореутворення, так і материнської галактики з основним зоряним населенням.

Розділ 4. Результати модельних розрахунків та порівняння з даними спостережень. Параметрами моделі, що запропоновано, є: повна маса молодих зір в області зореутворення Mtot; верхня границя інтегрування mU та нахил у ПФМ, які описують область зореутворення; характеристика непрозорості середовища nHz, де nH - густина газа, вміст важких елементів по відношенню до сонячного; X - множник, що змінює кількість РАН молекул по відношенню до кількості порошинок. Діапазон змін параметрів вибирався таким чином, щоб відповідати даним спостережень: Mtot = 105, 106, 107 M, нижня границя маси зір у ПФМ дорівнює mL = 1 M, верхня границя змінювалась у діапазоні mU = 20 - 120 M. Варіації mU дозволяють дослідити вплив еволюції спалаху зореутворення у БККГ на їх властивості у далекому ІЧ діапазоні. Для обчислень взято ПФМ з = 2.35 (ПФМ Солпітера), а також ПФМ з = 2.0. Згідно зі спостереженнями середнє значення nH в областях іонізованого водню у БККГ дорівнює 10 см-3, а вміст важких елементів Z змінюється у широких межах від 1/2 Z до 1/50 Z. Оптична товща області зореутворення в ультрафіолетовому та оптичному діапазонах пропорційна добутку nHz. Для nHz були вибрані значення 0.02 - 5.0 см-3, які охоплюють весь діапазон змін nH та Z у БККГ. Параметр Х змінювався у діапазоні від 0.17 до 1.0, останнє значення відповідає кількості РАН молекул для розподілу молекул за розмірами, який прийнято для пилу та проекстрапольовано в область розмірів молекул.

Отримано розподіл температури порошинок Td вздовж радіусів області зореутворення та материнської галактики. Показано, що в області зореутворення температура порошинок сягає декількох сотень градусів у центральній частині, та падає до значень 20 - 30 К на периферії. Стрімке падіння температури пилу зі збільшенням радіуса області зореутворення дозволяє пояснити малі значення відношення маси пилу до маси газу у БККГ, яке у 100 разів менше за вміст важких елементів, визначений за спектральними дослідженнями. Випромінювальна здатність пилу дуже круто залежить від температури. Тому основний внесок у випромінювання у далекому ІЧ діапазоні дають центральні шари області зореутворення з радіусами 200-300 пк, у той час як маса газу визначається за спостереженнями у лінії = 21 см нейтрального водню для всієї галактики з розмірами (1-2) кпк.

У материнській галактиці значення температури пилу Td значно нижчі і є типовими для дифузного компонента, що нагрівається загальним полем випромінювання зір.

Було побудовано наступні моделі (варіювалися величини nHz, Mtot, , mU, X):

БККГ складається з однієї або декількох (в окремих випадках декількох десятків) однорідних за густиною областей зореутворення з однаковими значеннями nHz, Mtot, , mU та X;

БККГ складається з комбінації більш щільної та більш розрідженої областей зореутворення;

БККГ складається з декількох (в окремих випадках декількох десятків) неоднорідних за густиною областей зореутворення;

БККГ складається з областей зореутворення (попередній варіант) та материнської галактики з основним зоряним населенням, яка має степеневий розподіл поверхневої яскравості, типовий для еліптичних галактик. Для материнської галактики прийнято: радіус R = 5 кпк, радіус ядра r0 = 0.1 R, повна маса нейтрального водню MH = 107 M, розподіл густини нейтрального газу вздовж радіуса r-, з = 2 та = 3.

Для порівняння результатів моделювання з даними спостережень було використано три вибірки порівняння: БККГ з робіт Кунта і Севре [5] та Кляйна, Вілебинського і Туана [9]; галактики Маркаряна низької світності (MB > - 18m) [13]; HII- галактики з роботи де Грііпа та ін. [18].

Аналіз отриманих результатів та порівняння з даними спостережень показали, що:

для значної частини БККГ з вибірок [5, 9] та галактик Маркаряна низької світності [13] основним джерелом випромінювання у далекому ІЧ діапазоні є “теплий” пил, який в областях зореутворення нагрівається випромінюванням гарячих зір до температури Тd 40 - 60 К;

у галактиках з вибірок порівняння [5, 9, 13, 18] кількість РАН молекул менша, ніж це передбачається екстраполяцією прийнятого розподілу порошинок за розмірами. Очевидно, у галактиках з активним зореутворенням РАН молекули зазнають значного руйнування;

для значної частини БККГ з вибірок [5, 9] та галактик Маркаряна низької світності [13] дані спостережень у середньому та далекому ІЧ- діапазонах (характеристики кольору lg(S60/S100), lg(S25/S60), lg(S12/S25) та їх співвідношення), а також світність LFIR задовільно пояснюються випромінюванням декількох (в окремих випадках декількох десятків) неоднорідних областей зореутворення з nHz = 1.5 - 0.02 см-3 та масою Mtot = 106 - 107 M кожна. При цьому основний внесок у випромінювання у далекому інфрачервоному діапазоні дають області зореутворення. Для пояснення інфрачервоного надлишку необхідно враховувати материнську галактику, яка впливає, переважно, на випромінювання в оптичному діапазоні;

для пояснення спостережних характеристик HII- галактик з вибірки [18], очевидно, більш підходить модель з областями зореутворення та масивним диском з основним зоряним населенням, який нагріває пил до температур Тd 20 К.

Розділ 5. Швидкість поточного зореутворення у галактиках з Першого та Другого Бюраканських оглядів. У цьому розділі для 78 блакитних компактних галактик (БКГ) [19] з Другого Бюраканського огляду на основі даних спостережень супутника IRAS [1] та потоків випромінювання у радіоконтинуумі на довжині хвилі 20 см [20] визначено інтегральні характеристики випромінювання в оптичному (світність LB), далекому ІЧ- (світність LFIR, інфрачервоний надлишок LFIR/LB), радіо- (монохроматична світність у радіоконтинуумі Р20 на довжині хвилі 20 см) діапазонах спектра. Середня світність галактик даної вибірки lgLFIR = 43.50.7 (LFIR в ерг с-1) вища, аніж значення моди для розподілу світностей нормальних галактик з вибірки CfA (англ. Center for Astrophysics) [10]; середній інфрачервоний надлишок lg(LFIR/LB) = 0.30.5 близький за значенням до того, що отримано для галактик, яскравих в ІЧ діапазоні; середній вміст кисню дорівнює 12 + lg(O/H) = 8.230.88.

Для БКГ з Другого Бюраканського огляду виявлено тісний кореляційний зв'язок (коефіцієнт лінійної кореляції r = 0.95) між lgLFIR та lgP20, який свідчить, що випромінювання у далекому ІЧ діапазоні та радіоконтинуумі виникає в областях зореутворення.

Якщо припустити, що в областях зореутворення все випромінювання молодих зір в ультрафіолетовому діапазоні спектра повністю поглинається пилом, нагріває його і перевипромінюється у далекому ІЧ діапазоні, то швидкість поточного зореутворення у галактиці, усереднена за час 2106 років та отримана за її світністю LFIR, дорівнює = 6.5 10-10 LFIR/L(в одиницях М рік-1) [21].

Припускаючи, що випромінювання у радіоконтинуумі є виключно тепловим випромінюванням газу, який іонізується масивними зорями (не враховується нетеплове випромінювання молодих наднових зір та залишків старих наднових зір), можна оцінити швидкість поточного зореутворення за монохроматичною світністю галактики Р20 у радіоконтинуумі на довжині хвилі 20 см: = 2.5106 Р20/L (в одиницях М рік-1).

Двома наведеними методами оцінено швидкість поточного зореутворення у галактиках Маркаряна та БКГ з Другого Бюраканського огляду. Отримано, що розглянуті галактики характеризуються високою швидкістю поточного зореутворення, яка сягає десятків мас Сонця на рік, що вище, аніж у нормальних спіральних галактиках. Такі ж високі швидкості зореутворення було виявлено при спостереженні окремих галактик за програмою Hubble Deep Field на супутнику ISO.

Показано, що медіана відношення швидкостей зореутворення дорівнює / = 3.5 для блакитних компактних галактик з Другого Бюраканського огляду та /= 3.3 для HII- галактик Маркаряна. Аналіз результатів спостережень галактик в ультрафіолетовому та радіо- діапазонах і припущення, які покладено в основу методів визначення швидкостей зореутворення, дають підстави вважати швидкості зореутворення у галактиці, що отримані за її світністю у далекому ІЧ діапазоні та випромінюванням у радіоконтинуумі на довжині хвилі 20 см, відповідно нижньою та верхньою межами дійсної швидкості зореутворення.

Висновки. Коротко підсумовано основні результати та висновки дисертації.

Основні результати та висновки

Для HII- галактик з Першого та блакитних компактних галактик з Другого Бюраканських оглядів встановлено тісні кореляційні зв'язки між світністю у далекому ІЧ діапазоні спектра LFIR та монохроматичними світностями у радіоконтинуумі P6.3 і Р20 на довжинах хвиль 6.3 см та 20 см, які свідчать про те, що випромінювання у далекому ІЧ діапазоні спектра та радіоконтинуумі виникає в областях зореутворення.

Показано, що інтегральні характеристики - світність галактики у далекому ІЧ діапазоні спектра LFIR, інфрачервоний надлишок LFIR/LB, температура однокомпонентного пилу Td, які характеризують процеси зореутворення, - у галактиках Маркаряна вищі, ніж у нормальних спіральних галактиках зі скупчення Діви. Це свідчить про більшу активність процесів зореутворення в HII- галактиках Маркаряна та, можливо, галактиках Сейферта у порівнянні зі спіральними галактиками з Діви.

Для галактик Маркаряна встановлено, що маса атомарного водню MH у галактиці та повна (віріальна) маса галактики MT слабо корелюють зі світністю у далекому інфрачервоному діапазоні спектра LFIR, яка характеризує активність зореутворення, незважаючи на те, що необхідною умовою зореутворення є наявність нейтрального газу.

Для пояснення характеристик випромінювання блакитних компактних карликових галактик (БККГ) у далекому ІЧ діапазоні спектра побудовано моделі, в яких розглядаються два джерела нагрівання пилу: випромінювання ОВ- зір в областях зореутворення та загальне поле міжзоряного випромінювання, що створюється основним зоряним населенням материнської галактики, яка має розподіл поверхневої яскравості такий, як в еліптичних галактиках. У моделях враховано розподіл порошинок за розмірами та внесок РАН молекул у випромінювання на 12 мкм. Показано, що для значної частини блакитних компактних карликових галактик з вибірок [5, 9] та галактик Маркаряна низької світності [13] показники кольору та світність у далекому ІЧ діапазоні задовільно пояснюються моделлю, коли БККГ складається з декількох (в окремих випадках декількох десятків) неоднорідних областей зореутворення. Для пояснення інфрачервоного надлишку необхідно враховувати материнську галактику, яка впливає, переважно, на світність в оптичному діапазоні. Для пояснення характеристик випромінювання HII- галактик [18], відібраних за даними IRAS, очевидно, необхідно враховувати області зореутворення та основне зоряне населення масивного диска.

Для галактик з Першого та Другого Бюраканських оглядів двома незалежними методами - за світністю галактики у далекому ІЧ діапазоні та випромінюванням у радіоконтинуумі на довжині хвилі 20 см - оцінено швидкості поточного зореутворення, і відповідно. Отримано, що розглянуті галактики характеризуються високим темпом поточного зореутворення, який сягає у середньому десятків мас Сонця на рік, що перевищує темп зореутворення у нормальних спіральних галактиках.

Показано, що медіана відношення швидкостей поточного зореутворення / дорівнює 3.5 та 3.3 для БКГ галактик з Другого Бюраканського огляду та HII- галактик Маркаряна відповідно. Аналіз результатів спостережень галактик в ультрафіолетовому і радіо- діапазонах, а також припущення, які були покладені в основу методів визначення швидкостей зореутворення, дають підстави вважати швидкості поточного зореутворення, які визначено за світностями у далекому ІЧ діапазоні та радіоконтинуумі, відповідно нижньою та верхньою межами дійсної швидкості поточного зореутворення у галактиці.

Цитована література

IRAS catalog and Atlases: Explanatory Supplement / Eds. C.A. Beichman, G. Neugebauer, H.J. Habing, P.E. Clegg, T.J. Chester. - Washington, DC: U.S. Government Printing Office, 1988. - 80 p.

Almoznino E., Brosch N. Late-type dwarf galaxies in the Virgo cluster: II. Star formation properties // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. - 1998. - Vol. 298. - P. 931 - 944.

Deutsch L.K., Willner S.P. Far-infrared luminosities of Markarian starburst galaxies // Astrophys. Let. - 1986. - Vol. 306, N 1. - P. L11 - L15.

Espinosa J. M. R., Rudy R. J., Jones B. Star formation in Seyfert galaxies // Astrophys. J. - 1987. - Vol. 312, N 2. - P. 555 - 565.

Kunth D., Sevre F. IRAS observations of the blue compact emission line galaxies: Preprint / Paris Institut d'Astrophysique; N 114. - 1985. - 26 р.

De Jong T. The starburst phenomenon // Proc. Symp. on “Birth and Evolution of Massive Stars and Stellar Groups. 1984 honour Adrian Blaauw Occasion 70th birthday”. - Dwingeloo. - 1985. - P. 285-289.

Helou G. The IRAS colors of normal galaxies // Astrophys. J. - 1986. - Vol. 311, N 2. - P. L33-L36.

Bicay M.D., Giovanelli R. Far-infrared properties of cluster galaxies // Astrophys. J. - 1987.- Vol. 321. - P. 645 - 657.

Klein U., Wielebinski R., Thuan T.X. Radio continuum observations of blue compact dwarf galaxies // Astron. and Astrophys.- 1984.- Vol. 141, N 1.- P. 241 - 247.

Sauvage M., Thuan T. X. The far infrared properties of the CfA galaxy sample. II. Gas, dust, and star formation along the Hubble sequence // Astrophys. J. - 1994. - Vol.429. - P. 153 - 171.

Rowan-Robinson M., Efstathiou A. Multigrain dust cloud models of starburst and Seyfert galaxies // Mon. Notic. Roy. Astron. Soc. - 1993. - Vol. 263. - P. 675 - 680.

Xu C., De Zotti G. A model for far- IR emission of non- Seyfert Markarian galaxies // Astron. and Astrophys. - 1989. - Vol. 225. - P. 12 - 26.

Маркарян Б.Е., Липовецкий В.А., Степанян Дж.А., Ерастова Л.К., Шаповалова А.И. Первый Бюраканский обзор. Каталог галактик с УФ-континуумом // Сообщ. Спец. астрофиз. обсерв. АН СРСР. - 1989. - Вып. 62. - 117 c.

Маркарян Б.Е., Липовецкий В.А., Степанян Дж.А. Второй Бюраканский спектральный обзор неба. І. Квазары и объекты Сейферта // Астрофизика. - 1983. - Т.19. - С. 29 - 43.

De Grijp M.H.K., Miley G.K., Lub J., de Jong T. Infrared Seyferts: a new population of active galaxies? // Nature. - 1985. -Vol. 314, N 6008.- P. 240 - 242.

Соболев В.В. О свечении сферической туманности // Астрон. ж. - 1960. - Т. 37. - С. 3 - 8.

Kunth D., Maurogordato S., Vigroux L. CCD observations of the blue compact dwarf galaxies: a mixed bag of morphological types // Astron. and Astrophys. - 1988. - Vol. 204, N 1/2. - P. 10 - 20.

de Grijp M.H.K., Miley G.K., Keel W.C., Goudfrooij P., Lub J. Warm IRAS Sources. I. A catalogue of AGN candidates from the Point Source Catalog // Astron. and Astrophys. Suppl. Ser.- 1987. - Vol. 70, N 1. - P. 95 - 114.

Izotov Y.I., Lipovetsky V.A., Guseva N.G., Kniazev A.Y., Neizvestny S.I., Stepanian J.A. Spectrophotometry of 83 blue compact dwarf galaxies candidates from the Second Byurakan survey // Astron. Astrophys. Transactions.- 1993. - Vol. 3, N 4. - P. 197- 216.

Condon J.J., Cotton W.D., Greisen E.W., Yin Q.F., Perley R.A., Taylor G.B., Broderick J.J. The NRAO VLA sky survey // Astron. J. - 1998. - Vol. 115, N 4. - P. 1693-1716.

Thronson H.A., Telesco C.M. Star Formation in Active Dwarf Galaxies // Astrophys. J. - 1986.- Vol. 311, N 1.- P. 98 - 112.

Публікації основних результатів дисертації

Изотов Ю.И., Изотова И.Ю. Исследование дальнего инфракрасного излучения галактик Маркаряна. I. Сравнение характеристик галактик в оптическом и ИК-диапазонах // Астрофизика. - 1989. - Т. 30, вып.1. - С. 34 - 47.

Изотов Ю.И., Изотова И.Ю. Исследование дальнего инфракрасного излучения галактик Маркаряна. II. Сравнение характеристик галактик в радио-, оптическом и ИК- диапазонах // Астрофизика. - 1989. - Т. 30, вып. 2. - С. 312 - 323.

Izotova, I.Yu., Izotov, Yu.I. Simulation of the far infrared emission of blue compact dwarf galaxies // Astron. Astrophys. Transactions. - 1992. - Vol. 3. - P. 101 - 130.

Изотова И.Ю., Изотов Ю.И. Темп звездообразования в голубых компактных галактиках из Второго Бюраканского обзора // Кинематика и физика небесных тел. - 1999. - Т. 15, № 3. - С. 195 - 205.

Ізотова І.Ю., Парновський С.Л. Інтегральний розподіл видимих зоряних величин галактик Маркаряна // Вісник Київського університету. Серія Астрономія. - 2000. - Вип. 36. - С. 14 - 19.

Izotova I., Parnovsky S. Star formation rate in Markarian galaxies // Kinematics and Physics of Celestial Bodies. Suppl. - 2000. - N 3. - P. 99 - 101.

Інші видання

Izotov, Yu.I., Izotova, I.Yu. Statistical study of the Markarian galaxies in visible, far-infrared and radio ranges: Preprint / Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. Institute for Theoretical Physics; ITP - 88 - 109E. - К.: 1988. - 28 p.

Izotova, I.Yu., Izotov, Yu.I. The far infrared emission simulation of the blue compact dwarf galaxies: Preprint / Academy of Sciences of the Ukrainian SSR. Institute for Theoretical Physics; ITP - 91 - 53E. - К.: 1991. - 40 р.

Izotova I.Yu., Izotov Yu.I. Far Infrared Emission of Blue Compact Dwarf Galaxies // Proc. ESO/OHP Workshop “Dwarf Galaxies”. - Obs. de Haute Provence, France. - 1993. - P. 459 - 462.

Izotova I., Parnovsky S., Izotov Yu. Star formation rate in starburst galaxies // New Astronomy Reviews. - 2000. - Vol. 44. - P. 283 - 285.

Izotova I.Yu. Blue Compact Dwarf Galaxies: Models of Far Infrared Emission // Abstracts. European Astronomical Society 2nd General Meeting. - Torun (Poland). - 1993. - P. 37.

Izotova I.Yu., Izotov Yu.I., Kudrya Yu.N. Blue Compact Dwarf Galaxies from the Second Byurakan Survey: properties in the Far Infrared Range // Abstracts of Poster Papers for the XXIInd General Assembly of International Astronomical Union. - The Netherlands: Twin Press. - 1994. - P.176 - 177.

Izotova I., Parnovskii S., Izotov Yu. Star formation rate in starburst galaxies // Abstracts. Joint European National Astronomical Meeting. Toulouse, France. - The Netherlands: ESTEC, Noordwijk. - 1999. - P. 34 - 35.

Izotova I., Parnovsky S., Izotov Yu. Current star formation rate for Markarian galaxies // Astronomische Gesellschaft. Abstract Ser. - 2001. - N 18. - P. 173.

Анотація

Ізотова І.Ю. Дослідження випромінювання галактик з активним зореутворенням у далекому інфрачервоному діапазоні. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.03.02 - Aстрофізика, радіоастрономія. - Головна астрономічна обсерваторія НАН України, Київ, 2002.

На основі даних спостережень на супутнику IRAS отримано та проаналізовано інтегральні характеристики випромінювання галактик з активним зореутворенням з Першого та Другого Бюраканських оглядів у далекому інфрачервоному (ІЧ) діапазоні спектра.

Запропоновано модель випромінювання блакитних компактних карликових галактик (БККГ) у далекому ІЧ діапазоні спектра, в якій розглянуто області зореутворення та материнську галактику з основним зоряним населенням, для якої прийнято степеневий розподіл поверхневої яскравості вздовж радіуса галактики, характерний для еліптичних галактик. Показано, що модель задовільно пояснює спостережні характеристики БККГ та галактик Маркаряна низької світності у середньому та далекому ІЧ діапазонах спектра.

Для галактик з Першого та Другого Бюраканських оглядів двома незалежними методами - за світностями у далекому ІЧ діапазоні спектра та радіоконтинуумі на довжині хвилі = 20 см - визначено швидкість поточного зореутворення. Показано, що швидкість поточного зореутворення у цих галактиках більша, ніж у нормальних спіральних галактиках.

Ключові слова: галактики з активним зореутворенням, Перший та Другий Бюраканські огляди, випромінювання у далекому інфрачервоному діапазоні спектра, швидкість поточного зореутворення.

Аннотация

Изотова И.Ю. Исследование излучения галактик с активным звездообразованием в дальнем инфракрасном диапазоне. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.03.02 - Астрофизика, радиоастрономия. - Главная астрономическая обсерватория НАН Украины, Киев, 2002.

На основе данных наблюдений спутника IRAS в четырех полосах 12 и 25 мкм (среднего), 60 и 100 мкм (дальнего) инфракрасного (ИК) диапазонов спектра получены и проанализированы интегральные характеристики излучения (светимость в дальнем ИК диапазоне, инфракрасный избыток, температура однокомпонентной пыли) галактик с активным звездообразованием из Первого и Второго Бюраканских обзоров. Определена их связь с интегральными характеристиками в оптическом и радио- диапазонах спектра. Проведено сравнение полученных характеристик с аналогичными для нормальных спиральных галактик. Установлено существование тесной корреляционной связи между светимостью галактик в дальнем ИК диапазоне, характеризующей активность звездообразования, и монохроматическими светимостями в радиоконтинууме на длинах волн 6.3 и 20 см. Сделан вывод о том, что оба вида излучения (в дальнем ИК диапазоне спектра и радиоконтинууме) возникают в областях звездообразования.

Для голубых компактных карликовых галактик (ГККГ) - наиболее простых по своей морфологии иррегулярных галактик - предложена модель для объяснения характеристик их излучения в дальнем и среднем ИК диапазонах спектра. Принято, что ГККГ состоит из материнской галактики с основным звездным населением и одной или нескольких областей звездообразования. В модели рассмотрено два источника нагрева пыли: а) излучение горячих ОВ- звезд в областях звездообразования; б) общее поле межзвездного излучения, создаваемое основным звездным населением галактики.

Область звездообразования, характеризующаяся плотностью газа nH и обилием тяжелых элементов z = Z/Z, ионизуется скоплением молодых звезд, в результате чего образуется гигантская (размером 1 кпк) область ионизованного водорода HII. Скопление молодых звезд описывается начальной функцией масс с наклоном , нижним и верхним пределами масс звезд mL и mU, а также полной массой скопления Mtot. В модели принято, что пыль представляет собой графито-силикатную смесь с размерами пылинок 50 Е ad 2500 Е. Учтено распределение пылинок по размерам согласно закону dnd(ad) ad-3.5dad. Учтен также вклад в излучение на 12 мкм полициклических ароматичных гидрокарбонатных (РАН) молекул, имеющих размеры 5 Е aPAH 14 Е и тот же закон распределения по размерам, что и пылинки. Для материнской галактики выбрано степенное распределение поверхностной яркости вдоль радиуса, характерное для эллиптических галактик, а также степенное распределение плотности газа.

Показано, что положение ГККГ и галактик Маркаряна низкой светимости на диаграммах цвета в среднем и дальнем ИК диапазонах и светимость в дальнем ИК диапазоне удовлетворительно объясняются моделью одной или нескольких (в отдельных случаях нескольких десятков) неоднородных областей звездообразования, описываемых своими характеристиками nHz, , mU, Mtot, Х (последняя определяет количество РАН молекул по отношению к пылинкам). Однако, для объяснения инфракрасного избытка необходимо учитывать материнскую галактику, которая влияет, в основном, на излучение галактики в оптическом диапазоне спектра.

Для галактик из Первого и Второго Бюраканских обзоров двумя независимыми методами - по светимости в дальнем ИК диапазоне спектра и радиоконтинууме на длине волны 20 см - определена скорость текущего звездообразования. Показано, что скорость текущего звездообразования в рассмотренных галактиках выше, чем в нормальных спиральных галактиках.

Ключевые слова: галактики с активным звездообразованием, Первый и Второй Бюраканские обзоры, излучение галактик в дальнем инфракрасном диапазоне спектра, скорость текущего звездообразования.

Abstract

Izotova I.Yu. The study of the far infrared emission of galaxies with active star formation. - Manuscript.

Thesis for Ph.D. by the speciality 01.03.02 - Astrophysics, Radioastronomy. - The Main Astronomical Observatory of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2002.

The main goal of dissertation is the investigation of the far infrared emission of the starburst galaxies from the First and Second Byurakan Surveys. The IRAS data in four bands 12, 25, 60 and 100 m are used for this purpose. The integrated galaxy characteristics in the far infrared range such as luminosities, infrared excesses and dust temperatures are derived.

The model comprising an underlying galaxy with old star population and star-forming regions is proposed to account for the far infrared characteristics of the blue compact dwarf galaxies. The power law of the surface brightness with radius is adopted for the underlying galaxy. The far infrared emission of the low luminosity Markarian galaxies and blue compact dwarf galaxies are consistently accounted for in the frame of the model proposed.

In starburst galaxies from the First and Second Byurakan Surveys the current star formation rates have been derived both from the luminosities in the far infrared range and radiocontinuum at 20 cm. These star formation rates are shown to be larger than those for normal spiral galaxies.

Key words: starburst galaxies, galaxy emission in the far infrared range, the First and Second Byurakan Surveys, current star formation rate.

Размещено на Allbest.ru