Галактичне гало
Галактичний гало — це велика, приблизно сферична складова галактики, що простягається за межі її основної видимої частини[1]. У структурі гало вирізняють кілька складових[2][3]:
- Зоряне гало
- Галактична корона[en] (гарячий газ, тобто плазма)
- Гало темної матерії
Найчіткіше межа між гало та основним тілом галактики проявляється у спіральних галактиках, де сферична форма гало контрастує з плоским диском. В еліптичних галактиках різкий перехід між гало та іншими складовими практично відсутній.
Гало можна досліджувати, спостерігаючи його вплив на проходження світла від далеких яскравих об'єктів, таких як квазари, що розташовані на лінії зору за відповідною галактикою[4].
Зоряне гало — це майже сферична сукупність окремих зір та кулястих зоряних скупчень. Воно оточує більшість дискових галактик, а також деякі еліптичні галактики типу cD. У зоряному гало зосереджено лише близько одного відсотка зоряної маси галактики, тому його світність значно нижча, ніж в решти компонентів.
Гало Чумацького Шляху містить кулясті скупчення, зорі типу RR Ліри з низькою металічністю та субкарлики. Зорі зоряного гало здебільшого старі (понад 12 мільярдів років) і бідні на метали, проте відомі і скупчення з металічністю, подібною до зір диска. Для зір гало Чумацького Шляху спостерігається дисперсія радіальних швидкостей близько 200 км/с і невелика середня швидкість обертання — приблизно 50 км/с[5]. Формування нових зір у зоряному гало Чумацького Шляху припинилося дуже давно[6].
Галактична корона — це розподіл гарячого газу, який простягається далеко від центра галактики. Її можна виявити за характерним емісійним спектром, у якому спостерігають нейтральний атомарний водень (так звана зона H I, вимовляється «аш-один») та інших рис, що фіксуються за допомогою рентгенівської спектроскопії[7].
Гало темної матерії — це теоретично передбачений розподіл темної матерії, який пронизує всю галактику й простягається далеко за межі її видимих компонентів. Маса гало темної матерії значно перевищує масу решти частин галактики. Його існування припускають для пояснення гравітаційного потенціалу, що визначає динаміку тіл усередині галактик. Природа гало темної матерії є важливою галуззю сучасних досліджень у космології, зокрема в застосуванні до формування й еволюції галактик[8].
Профіль Наварро — Френка — Вайта є загальноприйнятою моделлю розподілу густини гало темної матерії, визначеною за допомогою чисельного моделювання[9]. У цій моделі густина гало темної матерії подається як функція відстані від центра галактики:
де — характеристичний радіус, — критична густина (де — стала Габбла), а — безрозмірна константа. Невидиме гало не може простягатися з такою густиною до нескінченності, інакше при обчисленні маси інтеграл би розбігався. Водночас цей профіль забезпечує скінченний гравітаційний потенціал для всіх значень . Більшість спостережуваних величин мало чутливі до розподілу маси у зовнішніх частинах гало. Це є наслідком законів Ньютона, згідно з якими, якщо форма гало сферично-симетрична, то маса на відстані від центра галактики не справляє сумарного гравітаційного впливу на об'єкти, розташовані ближче до центра, ніж . Єдиною динамічною величиною, що може бути обмежена розмірами гало, є швидкість втечі: найшвидші зорі, які все ще залишаються гравітаційно зв'язаними з галактикою, дають нижню межу для профілю густини на зовнішніх краях темного гало[10].
Формування зоряних гало відбувається природним чином у моделі холодної темної матерії, у якій еволюція структур, зокрема гало, відбувається «знизу вгору» — тобто великомасштабна структура галактик формується з менших об'єктів. Гало, що складаються як із баріонної, так і з темної матерії, утворюються шляхом злиття одне з одним[11]. Газ, який виникає під час злиття окремих гало, сприяє формуванню центральних компонентів галактики, тоді як зорі та темна матерія залишаються в галактичному гало[12].
З іншого боку, вважають, що гало Чумацького Шляху походить від структури, відомої як Гая-Енцелад[en].
- ↑ OpenStax Astronomy. OpenStax.
- ↑ Helmi, Amina (June 2008). The stellar halo of the Galaxy. The Astronomy and Astrophysics Review. 15 (3): 145—188. arXiv:0804.0019. Bibcode:2008A&ARv..15..145H. doi:10.1007/s00159-008-0009-6. ISSN 0935-4956. S2CID 2137586.
- ↑ Maoz, Dan (2016). Astrophysics in a Nutshell. Princeton University Press. ISBN 978-0-691-16479-3.
- ↑ Bartels, Meghan (31 серпня 2020). Гало галактики Андромеди виявилося ще масивнішим, ніж очікували науковці, — відкриття телескопа «Габбл». Space.com (англ.). Процитовано 1 вересня 2020.
- ↑ Setti, Giancarlo (1975). Structure and Evolution of Galaxies. D. Reidel Publishing Company. ISBN 978-90-277-0325-5.
- ↑ Jones, Mark H. (2015). An Introduction to Galaxies and Cosmology, Second Edition. Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-49261-5.
- ↑ Lesch, Harold (1997). The Physics of Galactic Halos.
- ↑ Taylor, James E. (2011). Dark Matter Halos from the Inside Out. Advances in Astronomy. 2011 604898. arXiv:1008.4103. Bibcode:2011AdAst2011E...6T. doi:10.1155/2011/604898. ISSN 1687-7969.
- ↑ Navarro, Julio F.; Frenk, Carlos S.; White, Simon D. M. (May 1996). The Structure of Cold Dark Matter Halos. The Astrophysical Journal. 462: 563—575. arXiv:astro-ph/9508025. Bibcode:1996ApJ...462..563N. doi:10.1086/177173. ISSN 0004-637X. S2CID 119007675.
- ↑ Binney and Tremaine (1987). Galactic Dynamics. Princeton University Press.
- ↑ Worsley, Andrew (October 2018). Advances in Black Hole Physics and Dark Matter Modelling of the Galactic Halo.
- ↑ Zolotov, Adi; Willman, Beth; Brooks, Alyson M.; Governato, Fabio; Brook, Chris B.; Hogg, David W.; Quinn, Tom; Stinson, Greg (10 вересня 2009). The Dual Origin of Stellar Halos. The Astrophysical Journal. 702 (2): 1058—1067. arXiv:0904.3333. Bibcode:2009ApJ...702.1058Z. doi:10.1088/0004-637X/702/2/1058. ISSN 0004-637X. S2CID 16591772.
- Heather Morrison: Formation of the galactic halo. Astronomical Soc. of the Pacific, San Francisco 1996, ISBN 1-886733-13-9
- Philip A. Davis, Saul J. Adelman: Hot stars in the galactic halo. Cambridge Univ. Press, Cambridge 1994, ISBN 0-521-46087-5
- Galaktischer Halo [Архівовано 20 лютого 2012 у Wayback Machine.]
| Класифікація галактик |
|  |
|---|---|---|
| Структура | ||
| Активні ядра | ||
| Взаємодія та великомасштабні структури | ||
| Явища та процеси | ||
| Списки галактик | ||
