Скрытая масса в толстом диске Галактики Владимир Корчагин (Институт физики, Южный федеральный университет) W. F. van Altena, T. M. Girard, D. I. Dinescu, - презентация

1 Скрытая масса в толстом диске Галактики Владимир Корчагин (Институт физики, Южный федеральный университет) W. F. van Altena, T. M. Girard, D. I. Dinescu, R. K. Vieira, G. Carraro, C. Moni Bidin, R.A. Mendez соавторы :

2 Диски Млечного Пути по данным 2MASS 5x10 8 stars

3 Толстый диск Галактики был обнаружен при звездных подсчетах. Он имеет больший вертикальный масштаб в сравнении с тонким галактическим диском, что означает большую дисперсию скоростей. Соответственно вращение толстого диска отстает от вращения тонкого диска галактиках. В окрестности Солнца, толстый диск Галактики состоит в основном из звезд с металличностью [Fe/H] в интервале от -0.5 до -1.0, хотя хвост распределения металличностей простирается до [Fe/H] = -2.0 Толстые диски галактик – это отдельная компонента отличающаяся как свойствами, так и происхождением от тонких галактических дисков.

4 Темная материя в нашей Галактике, компъютерное моделирование ScienceDaily (Sep. 16, 2008) An international team of scientists predict that our Galaxy, the Milky Way, contains a disk of dark matter. Astronomers Dr Justin Read, Professor George Lake and Oscar Agertz of the University of Zurich, and Dr Victor Debattista of the University of Central Lancashire use the results of a supercomputer simulation to deduce the presence of this disk. (Read et al. MN 2008) На основании расчетов в Λ-CDM модели, масса звездной компоненты в 2 – 10 раз меньше массы темного диска. Так ли это?

5

6 0.7

7 Абсолютные собственные движения звезд выборки как функция звездной величины

8 Тангенциальные скорости в зависимости от расстояния до галактической плоскости

9 Распределение плотности, скорости и дисперсии скоростей в направлении перпендикулярном. Галактическому диску. Выборка звезд полна в интервале 0.5 – 3 кпс

10 Немного теории

11

12 Свойства дисков: Тонкий диск: Радиальный масштаб kpc Локальная поверхностная плотность - M sun pc -2 Толстый диск : Радиальный масштаб от 3.5 to 5.0 kpc Вертикальный масштаб от 800 до 1200 пс

13 Свойства выборки звезд: примерно 1200 красных гигантов конусе 15 deg в направлении на Южный Галактический Полюс дисперсии скоростей вертикальной и радиальной компонент: σ_w = 27.0 км/с км/с.кпс*Z σ_u = 36.4 км/с км/с.кпс*Z Недиагональная компонента тензора дисперсии скоростей: ~ 1000 км^2/с^2

14 При «стандартных» параметрах толстого диска Галактики h_Rσu^2R = h_Rρ = 4 кпс h_Zρ = 1 кпс R = 8 кпс поверхностная плотность гравитирующего диска Галактики в пределах +/- 2 кпс (тонкий + толстый диски): Σ(2 кпс) ~ 43 M_sun/pc^2 В пределах от 2 до 3.5 кпс: Σ(2 ÷ 3.5 кпс) ~ 6.6 M_sun/pc^2 «Dark matter disk» - ρ_DM ~ 0.25 – 1 ρ_Halo ( – 0.01 M_sun/pc^3) (Read et al. 2008) При плотности темной материи в диске 0.01 M_sun/pc^3 значение поверхностной плотности диска между 2 и 3.5 кпс равно 15 V_sun/pc^2 Значение темной материи в толстом диске в работе Read et al. переоценено по крайней мере в два раза Поверхностная плотность толстого диска Галактики:

15 Chris Mihos (Case Western Reserve University)

16 Захват спутника pro- Cen Tsuchiya, Dinescu, Korchagin (2003, 2004)

17 Распределение остатков гипотетической галактики pro- Cen после разрушения

18 Выводы: Распределение звезд в направлении на Южный галактический полюс и их кинематические свойства указывают на наличие двух физически различающихся дисковых подсистем Галактики – тонкого и толстого дисков. Вертикальный масштаб толстого диска – 800 – 1200 пс, радиальный масштаб распределения плотности – 3.5 – 4.5 кпс Оценка поверхностной плотности толстого диска (Σ|2 – 3.5 kpc ~ 6.6 M_sun/pc^2 ) показывает что масса темной материи не может на порядок превышать массу звездной составляющей толстого диска (M_DM ~ M_S)