1.1. Общая Характеристика Карликовых Галактик
Определение и Морфология
Определение
Карликовые галактики представляют собой сравнительно небольшие галактики, которые значительно уступают по размеру и массе крупным спиральным и эллиптическим галактикам, таким как Млечный Путь. Они содержат от нескольких миллионов до нескольких миллиардов звезд, в то время как крупные галактики могут насчитывать триллионы звезд.
Морфология
Карликовые галактики подразделяются на два основных морфологических типа:
Неправильные карликовые галактики (Irr)
Эти галактики не имеют четкой формы и структуры, что делает их трудно классифицируемыми.
Они характеризуются асимметричным распределением звезд и часто содержат области активного звездообразования и облака газа.
Примеры неправильных карликовых галактик включают Большое и Малое Магеллановы Облака, которые являются спутниками нашей галактики Млечный Путь.
Эллиптические карликовые галактики (dE)
Эти галактики имеют более сферическую форму и гладкое распределение звезд.
Они характеризуются отсутствием пыли и газа и наличием старой популяции звезд.
Эллиптические карликовые галактики часто встречаются в качестве спутников более крупных галактик, таких как Млечный Путь.
Промежуточные типы
Помимо этих двух основных морфологических типов существуют также карликовые галактики, которые демонстрируют промежуточные характеристики между неправильными и эллиптическими галактиками. Эти типы включают:
Карликовые галактики с ядрами (dIrr/dSph)
Переходные карликовые галактики (Tdg)
Распределение и свойства карликовых галактик
Карликовые галактики являются наиболее распространенным типом галактик во Вселенной. Они часто встречаются в группах и скоплениях галактик и могут составлять значительную часть их общего числа. Карликовые галактики обладают рядом отличительных свойств, которые отличают их от более крупных галактик:
Низкая поверхностная яркость: Карликовые галактики имеют очень низкую поверхностную яркость, что делает их трудно обнаруживаемыми.
Высокое отношение массы к свету: У карликовых галактик наблюдается высокое отношение массы к свету, что указывает на то, что они содержат значительное количество темной материи.
Низкая металличность: Карликовые галактики характеризуются низкой металличностью, что свидетельствует о том, что они образовались на ранних этапах формирования Вселенной. В данной монографии мы приведем ряд фактов, которые скорее всего будут свидетельствовать о том, что карликовые галактики прошли более длинный путь своего эволюционного развития, что значительно отличает их от обычных массивных галактик.
1.1.2. Свойства Карликовых Галактик
1.1.2.1. Размер
Карликовые галактики, как правило, значительно меньше крупных галактик, таких как Млечный Путь. Их диаметр обычно составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч световых лет. В качестве примера можно привести карликовую галактику Большое Магелланово Облако, которая имеет диаметр около 14 000 световых лет, что составляет примерно одну шестую от диаметра Млечного Пути.
1.1.2.2. Масса
Масса карликовых галактик, как правило, также значительно меньше, чем у крупных галактик. Она варьируется от нескольких миллионов до нескольких миллиардов солнечных масс. Например, масса карликовой галактики Большое Магелланово Облако составляет около 10 миллиардов солнечных масс, что в 10 раз меньше массы Млечного Пути.
1.1.2.3. Светимость
Светимость карликовых галактик, которая отражает количество света, излучаемого всеми звездами в галактике, значительно ниже, чем у крупных галактик. Их светимость может быть в десятки, сотни или даже тысячи раз меньше, чем у Млечного Пути. Например, светимость карликовой галактики Большое Магелланово Облако составляет около 1% от светимости Млечного Пути.
1.1.2.4. Отношение Массы к Свету
У карликовых галактик наблюдается высокое отношение массы к свету, что означает, что они содержат значительно больше массы, чем можно было бы ожидать, исходя из их светимости. Это свидетельствует о том, что большая часть массы карликовых галактик приходится на темную материю, которая не излучает свет и поэтому не видна напрямую.
1.1.2.5. Металличность
Металличность карликовых галактик, которая отражает содержание тяжелых элементов, таких как железо, кислород и азот, значительно ниже, чем у крупных галактик. Это связано с тем, что карликовые галактики образовались на ранних этапах эволюции Вселенной, когда еще не было так много тяжелых элементов, образовавшихся в результате взрывов сверхновых звезд. Низкая металличность карликовых галактик может также быть связана с поглощением тяжелых элементов сверхтёмными черными дырами.
1.1.2.6. Форма
Карликовые галактики могут иметь различные формы, от сферических до неправильных. Некоторые карликовые галактики имеют правильную форму, подобную эллиптическим галактикам, в то время как другие имеют неправильную, хаотичную форму.
1.1.2.7. Активность Звездообразования
В некоторых карликовых галактиках наблюдается активное звездообразование, в то время как другие галактики содержат только старые звезды. Активность звездообразования в карликовых галактиках может быть связана с наличием облаков газа, из которых могут формироваться новые звезды.
Изучение этих свойств карликовых галактик, в частности их аномальное вращение, низкая металличность и высокая концентрация темной материи, дает нам ключи к пониманию формирования галактик и роли сверхтёмных чёрных дыр (FBOT) в их структуре и эволюции.
1.1.3. Распределение Карликовых Галактик во Вселенной
Карликовые галактики, несмотря на свою скромную яркость и размеры, являются наиболее распространенным типом галактик во Вселенной. Их распределение во Вселенной неравномерно и в значительной степени определяется гравитационным воздействием более крупных галактик.
1.1.3.1. Спутниковые Системы
Большая часть карликовых галактик наблюдается вблизи крупных галактик, образуя спутниковые системы. Эти карликовые галактики вращаются вокруг более крупных галактик под действием их гравитации.
* Примером такой спутниковой системы является наша собственная галактика, Млечный Путь, которая имеет более 50 известных карликовых спутников, таких как Большое и Малое Магеллановы Облака, Карликовая галактика Стрельца и Карликовая галактика Дракона.
* Также известны крупные галактики, окруженные целыми "скоплениями" карликовых галактик, например, галактика Андромеды.
1.1.3.2. Изолированные Карликовые Галактики
Несмотря на то, что большинство карликовых галактик находятся вблизи более крупных галактик, некоторые из них встречаются в изолированных областях Вселенной. Такие галактики, как правило, имеют более низкую светимость и более высокое содержание темной материи, чем их спутники.
1.1.3.3. Космологическое Распределение
Распределение карликовых галактик во Вселенной также имеет космологическую составляющую. В ранней Вселенной, когда плотность материи была значительно выше, карликовые галактики могли образовываться с большей вероятностью в областях с более высокой плотностью.
1.1.3.4. Эволюция Распределения
С течением времени, под влиянием гравитации, карликовые галактики могли сливаться друг с другом или быть поглощены более крупными галактиками. Это могло привести к тому, что в современных условиях мы наблюдаем меньшее количество изолированных карликовых галактик, чем было в ранней Вселенной.
1.1.3.5. Значение Изучения Распределения
Изучение распределения карликовых галактик в различных масштабах позволяет получить ценную информацию о процессах формирования галактик, гравитационных взаимодействиях между галактиками и эволюции Вселенной в целом.
В следующих разделах главы мы рассмотрим аномалии, наблюдаемые в карликовых галактиках, которые указывают на наличие невидимой массы – темной материи. Именно эти аномалии и заставляют нас предположить, что в карликовых галактиках могут скрываться сверхтёмные чёрные дыры (FBOT).
1.1.4. Карликовые Галактики с Аномалиями
Изучение карликовых галактик выявило ряд аномалий, которые не могут быть объяснены стандартной моделью космологии, учитывающей только видимую материю. Эти аномалии указывают на наличие дополнительной, невидимой массы – темной материи, которая оказывает гравитационное влияние на движение звезд и газа в карликовых галактиках.
1.1.4.1. Аномальное Вращение
Одним из самых ярких проявлений влияния темной материи является аномальное вращение карликовых галактик. Скорость вращения звезд и газа в этих галактиках значительно выше, чем предсказывает модель, учитывающая только видимую материю.
* Например, в галактике NGC 5907 наблюдается аномальное вращение внешних частей галактики, которое не может быть объяснено видимым распределением звезд и газа.
* Также известны другие карликовые галактики, где обнаружены аналогичные аномалии, например, в галактике Fornax.
1.1.4.2. Низкая Металличность
Другой аномалией, наблюдаемой в карликовых галактиках, является низкая металличность. Содержание тяжелых элементов (металлов) в этих галактиках значительно ниже, чем в крупных галактиках.
* Это наблюдение может быть связано с тем, что карликовые галактики образовались на ранних этапах эволюции Вселенной, когда еще не было так много тяжелых элементов, образовавшихся в результате взрывов сверхновых звезд.
* Однако, некоторые модели показывают, что темная материя может влиять на процессы звездообразования и, как следствие, на металличность галактик.
1.1.4.3. Неправильная Форма
Многие карликовые галактики имеют неправильную форму, которая не соответствует стандартным морфологическим типам галактик.
* Например, галактика Большое Магелланово Облако имеет сильно искаженную форму, что может быть связано с гравитационным влиянием Млечного Пути.
* Также наблюдаются карликовые галактики с неправильной, хаотичной формой, что может быть связано с влиянием темной материи.
1.1.4.4. Аномалии и Сверхтёмные Чёрные Дыры (FBOT)
Эти аномалии в карликовых галактиках, такие как аномальное вращение, низкая металличность и неправильная форма, являются убедительными аргументами в пользу существования темной материи.
* В последние годы появились гипотезы о том, что некоторые аномалии в карликовых галактиках могут быть связаны с сверхтёмными чёрными дырами (FBOT) – гипотетическими объектами, которые намного массивнее обычных чёрных дыр и не излучают свет.
* FBOT могут быть скрыты в центрах карликовых галактик, оказывая гравитационное влияние на окружающее вещество и способствуя аномалиям, наблюдаемым в этих галактиках.
В следующих разделах главы мы рассмотрим новые концепции, связанные со сверхтёмными чёрными дырами (FBOT), и их возможное влияние на структуру и эволюцию карликовых галактик.