CC BY
28
УДК 524.726
ГАЛАКТИКИ С «ВЕРЕНИЦАМИ»: НОВЫЙ КАТАЛОГ
©2017 М. А. Бутенко*, А. В. Хоперсков**
Волгоградский государственный университет, Волгоград, 400062 Россия Поступила в редакцию 7 ноября 2017 года; принята в печать 14 июня 2017 года
Среди многообразия спиральных галактических узоров выделяются галактики с «вереницами» по терминологии Воронцова-Вельяминова. Характерной особенностью таких объектов является наличие последовательности прямых отрезков, образующих спиральный рукав. В 2001 году А. Д. Чернин с соавторами опубликовали каталог таких галактик, включающий 204 объекта из Паломарского атласа. В данной работе мы дополнили указанный каталог 276 объектами, основываясь на анализе всех галактик из New General Catalogue и Index Catalogue. С учетом объектов из каталога Чернина и др. полное число галактик с «вереницами», входящих в NGC и IC, составило 406. Использование более новых изображений галактик позволило нам обнаружить в среднем больше «верениц» по сравнению с вышеозначенным каталогом. При сравнении важнейших характеристик галактик с «вереницами» и всех S-галактик из NGC/IC не удалось обнаружить сколько-нибудь существенных различий в этих выборках. Обсуждаются два механизма формирования полигональных структур, основанных на численных газодинамических и бесстолкновительных N-body расчетах, указывающих на то, что спиральный узор с «вереницами» является транзиентной стадией эволюции галактик, через которую может проходить галактика с мощной спиральной структурой. Предположение Чернина с соавторами, что среди галактик с «вереницами» взаимодействующие галактики встречаются в два раза чаще, не подтверждается для объединенной выборки, состоящей из 480 галактик. Наличие центрального бара, по-видимому, является благоприятным фактором для образования системы «верениц».
Ключевые слова: galaxies: spiral—galaxies: statistics—galaxies: structure
1. ВВЕДЕНИЕ
Прямые сегменты, образующие спиральный узор галактик, можно выделить на изображениях некоторых спиральных галактик. На такую особенность, по-видимому, первым обратил внимание Воронцов-Вельяминов [1], назвав эти сегменты «вереницами» (rows). Такие довольно длинные практически прямые участки образуют у некоторых галактик неровные, но почти регулярные спиральные рукава, и эти структуры также часто называют полигональными рукавами [2]. Типичными примерами являются M101 и М51. А. Д. Чернин с соавторами составили каталог галактик с «вереницами», включающий 204 объекта [3, 4]. Анализ таких структур позволил определить их следующие свойства [3]:
1. Длина прямолинейного отрезка L («вереницы») линейно возрастает с увеличением расстояния d от центра галактики d = (1.00 ± 0.11)L.
2. Угол между двумя соседними сегментами близок к а = 120° (при стандартном отклонении 10°).
E-mail: maria_butenko@volsu.ru E-mail: khoperskov@volsu.ru
3. Прямые сегменты можно разделить на два типа: те, что образуют достаточно правильную глобальную структуру спирального рукава, и 1—2 сегмента, не образующие глобальный спиральный узор.
4. «Вереницы» наблюдаются преимущественно в галактиках поздних морфологических типов Sbc—Scd.
5. Прямые сегменты чаще наблюдаются во взаимодействующих галактиках.
6. Среднее число «верениц» в галактике N = 3.
7. Галактики с «вереницами» являются довольно редкими объектами, на их долю приходится около 7% всех спиральных галактик с хорошо определяемыми спиральными рукавами.
Заметим, что эти результаты основаны на изучении фотопластинок и изображений в Паломарском атласе.
В данной работе приведены результаты исследования построенного нами каталога галактик с полигональными структурами, который включает в себя 276 объектов, не вошедших в опубликованный ранее каталог [3]. Рассматриваемые вместе, эти ка-
талоги покрывают все галактики с «вереницами», входящие в каталоги NGC и IC.
2. ВЫБОРКА ГАЛАКТИК С «ВЕРЕНИЦАМИ»
2.1. Общая характеристика
При поиске галактик с «вереницами» (со спрямленными участками ветвей) было просмотрено свыше 30 000 изображений спиральных галактик в различных диапазонах из астрономических баз данных, которые включают все спиральные галактики каталогов NGC/IC. Дополнительно к каталогу Чернина и др. [3], который содержит 204 галактики с «вереницами», наш анализ позволил выявить еще 276 спиральных галактик со спрямленными сегментами. При отборе объектов мы накладывали дополнительные ограничения: ó > -45°, ярче 15m, угол наклона галактики к лучу зрения i < 70°, объекты ближе 200 Мпк, R25 ^ 30 кпк. Мы использовали при построении выборки изображения из всех доступных источников, включая DSS, SDSS, GALEX, 2MASS, HST. Примеры некоторых галактик с «вереницами» приведены на рис. 1. Выделены также так называемые гексагональные структуры [2, 5], образующие в галактическом диске почти кольцо (NGC 4736, NGC 5351, NGC 6962, NGC 7329, IC 1764, IC 4688).
У некоторых объектов полигоны можно выявить в разных спектральных диапазонах, однако встречаются исключения. Полигональные структуры по данным 2MASS удалось обнаружить только у NGC 4254, NGC 5156, NGC 5351, NGC 5653, NGC 5968, NGC 6035, NGC 6691, NGC 7678, IC 1142, IC2627, IC4219, IC4359, IC 4444, IC 4567, IC 4646, IC 4836, IC 4839 и IC 5325.
Первичный отбор объектов для нашей выборки проведен при просмотре изображений галактик из астрономических баз данных. Затем изображения таких галактик прошли процедуру обработки, подробно описанную в работе [6]. Изображение галактики с вереницами приводилось к виду «плашмя» (i w 0) поворотом до совмещения большой оси с одной из координатных осей и последующим растяжением вдоль малой оси в предположении бесконечно тонкого диска, затем на полученное изображение галактики наносились линии, выделяющие геометрию «верениц». После этого для каждой галактики были определены: длина i-ой «вереницы» Li, расстояние от центра галактики до края «вереницы» di и угол между смежными спрямленными участками ai.
Чтобы оценить погрешность такого метода, мы провели серии имитационного моделирования, фотографируя схематичные изображения различных
полигональных структур под различными углами i и приводя такие изображения к виду «плашмя». Для фиксированного угла i погрешности определения L и a сильно зависят от геометрии полигональной структуры и расположения конкретной «вереницы» в плоскости, перпендикулярной лучу зрения. В зависимости от положения «верениц» ошибка определения L и a лежит в пределах 0 ^ е ^ emax. Результаты нашего имитационного моделирования
дают eínax = 12% и е^^х = 6% для i = 60°, уменьшаясь до eínax = 9% и eímaíx = 3% при i = 30°. Для случайного расположения «вереницы» ошибка определения ее параметров составляет порядка emax/2. Усредненное по всем экспериментам и по всем «вереницам» значение погрешности не превышает 5% для линейных измерений. Для углов такое же усреднение дает óa w 3%. Таким образом, погрешности определения линейных и угловых величин при использовании описанного подхода не превышают ошибок в исходных данных наблюдений и при визуальном выделении «верениц» на изображениях.
В результате в дополнение каталога Чернина и др. [3] мы выявили 276 объектов, характеристики которых приведены в таблице 1: (1) обозначение галактики по каталогам NGC и IC, (2) морфологический тип галактики, (3) интегральная звездная величина B0, исправленная за межзвездное поглощение света в Галактике и за наклон галактики к лучу зрения, (4) гелиоцентрическая лучевая скорость V0, (5) абсолютная величина галактики Mb (для H0 = 75 км с-1 Мпк-1), (6) отношение массы нейтрального водорода к светимости галактики Mhi/Lb (в солнечных единицах), (7) число обнаруженных «верениц» в данной галактике, (8) источник основного изображения галактики, на котором были выделены спрямленные участки спиральной структуры для подсчета их количества, измерений линейных размеров и углов между «вереницами», (9) источники изображений, на которых можно также выделить спрямленные «вереницы», (10) указание на проявление у галактики признаков взаимодействия. Значения параметров в столбцах (2)—(6) таблицы 1 взяты из HyperLeda.1
Отметим, что в отличие от выборки, построенной в работе [3], из 276 отобранных нами галактик только двенадцать упоминаются в каталоге взаимодействующих галактик Воронцова-Вельяминова (VV). Еще несколько имеют характерную возмущенную структуру спирального узора или признаки сильных взаимодействий, произошедших в прошлом (например, NGC 0060,
1 См.[7] и http://leda.univ-lyon1.fr/
Рис. 1. Примеры галактик с «вереницами», образующими различные геометрические структуры.
NGC 1068, NGC 2442, NGC 5774, IC 1142, IC 2956 и IC4441, IC4567). Помимо VV-каталога при проведении анализа для нашей выборки мы использовали каталог пекулярных галактик (ARP), оценки приливного индекса для галактик местной группы [8, 9], а также информацию из базы HyperLeda, а именно параметр multiple,
принимающий значение М, если объект входит в группу. Небольшая доля взаимодействующих галактик в нашей выборке, возможно, обусловлена тем, что объекты с наиболее ярко выраженными признаками взаимодействия уже вошли в каталог А. Д. Чернина и др. [3].
Таблица 1. Галактики с «вереницами»
NGC/IC Тип Bo Vo, KM MB Mm/LB Число верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (Ю)
0010 Sbc 12.74 6803 -22.18 0.18 5 В С, R
0060 Se 14.66 11809 -21.52 5 SD В asym
0099 Se 13.71 5310 -20.74 0.86 3 В SD
0157 SABb 10.40 1654 -21.41 0.17 4 SD В
0165 Sbc 13.50 5889 -21.13 0.29 5 G В
Таблица 1. (Продолжение)
N00/10 Тип Во У0, км с-1 Мв Мт/Ьв Число «верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
0191 БАВс 13.75 6076 -20.96 4 БЭ В АИР 127
0201 Бс 13.35 4386 -20.66 0.25 4 БЭ В М
0214 БАВс 12.49 4535 -21.65 0.14 5 НБТ БЭ, В
0234 БАВс 12.91 4449 -21.16 0.21 9 БЭ С, В
0255 БЬс 12.21 1597 -19.55 0.73 3 В С
0268 БЬс 13.00 5479 -21.49 0.46 2 БЭ В
0289 БВЬс 11.39 1630 -20.25 1.16 2 0 В УУ484, М, Огр
0300 Бсс! 8.40 165 -18.14 1.59 6 0 В
0521 БЬс 12.40 5023 -21.90 0.15 6 БЭ В, С
0578 Бс 11.11 1628 -20.59 0.33 3 В С
0685 Бс 11.58 1360 -19.45 0.63 1 В с, и
0753 БАВс 12.32 4902 -21.99 0.30 7 В с
0783 Бс 12.43 5192 -22.01 0.14 4 0 БЭ, В, С
0799 БВа 13.96 5837 -20.66 0.31 2 БЭ В, С
0800 Бс 14.03 5934 -20.63 0.38 2 БЭ в
0877 БАВс 11.83 3913 -21.95 0.30 5 В 0, с
0887 БАВс 13.02 4311 -20.88 0.44 1 В о, с, и
0895 Бс 11.88 2288 -20.67 0.50 5 БЭ 0, в, с
0925 Бсс! 9.78 554 -20.17 0.25 5 В 0, с
0977 Ба 13.85 4611 -20.22 0.43 4 В 0, с
0986 БаЬ 11.44 1984 -20.62 0.09 2 В 0, с
1068 БЬ 9.53 1138 -21.50 0.04 4 0 в АИР 037, Огр
1073 БВс 11.16 1208 -20.02 0.37 2 В БЭ, С
1187 Бс 11.03 1391 -20.22 0.33 4 В о, с, и Grp
1300 БЬс 10.60 1578 -20.97 0.15 7 В о, с, и
1365 БЬ 9.83 1638 -21.75 0.27 8 0 в УУ 825
1385 Бс 11.01 1497 -20.45 0.17 3 В 0
1512 Ба 10.75 898 -19.20 0.82 8 0 Grp
1566 БАВЬ 9.98 1502 -21.27 0.32 6 0 в
1667 БАВс 12.22 4567 -21.83 0.09 2 БЭ в
1832 БЬс 10.66 1938 -21.41 0.15 2 В с
2336 БЬс 10.63 2202 -22.14 0.17 6 В 0
БУТЕНКО, ХОПЕРСКОВ Таблица 1. (Продолжение)
N00/10 Тип Во У0, км с-1 Мв Мт/Ьв Число «верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
2442 БЬс 10.27 1458 -20.91 0.32 5 В С Grp
2460 БаЬ 12.14 1442 -19.78 0.46 3 В
2528 БАВЬ 13.35 3918 -20.50 0.14 3 БЭ В
2532 БАВс 12.65 5248 -21.80 0.29 5 БЭ В
2771 БаЬ 13.70 5097 -20.74 0.79 7 БЭ 0, В
2861 БВЬс 13.60 5076 -20.74 0.17 4 БЭ В, С
2989 БАВЬ 12.99 4143 -20.86 0.43 7 НБТ В
3261 БЬс 11.35 2564 -21.34 0.35 6 В С
3319 БВс 11.15 742 -19.54 0.24 4 БЭ в, с
3359 Бс 10.75 1013 -20.57 0.36 5 В 0, БЭ
3408 Бс 14.07 9507 -21.70 3 БЭ в, с, и
3507 БВЬ 11.86 975 -19.09 0.18 5 БЭ в, с
3513 БВс 11.09 1198 -19.94 0.14 6 В 0, с
3601 БВаЬ 13.69 8119 -21.68 0.17 4 БЭ
3686 БВЬс 11.69 1157 -19.63 0.11 5 В БЭ, 0
3719 БЬс 13.27 5863 -21.40 0.34 8 БЭ В
3726 Бс 10.31 864 -20.72 0.12 5 В БЭ, 0, С
3893 БАВс 10.26 962 -21.00 0.10 3 В БЭ, 0, С М
3978 БАВЬ 13.14 9950 -22.73 0.14 2 БЭ В
3992 БЬс 10.08 1047 -21.31 0.09 2 В БЭ
4029 БАВЬ 14.02 6197 -20.77 0.21 2 В БЭ
4030 БЬс 10.86 1463 -20.84 0.20 5 БЭ 0, В
4035 БАВЬ 13.73 1569 -18.03 0.84 4 В
4079 БАВЬ 13.27 6086 -21.47 0.21 8 БЭ В
4123 Бс 11.60 1327 -19.91 0.38 2 В БЭ, С
4136 Бс 11.92 590 -18.38 0.27 2 В БЭ, С
4141 БВс 14.35 1900 -18.16 0.71 2 БЭ В, С, 0
4145 Бсс! 11.06 1011 -20.19 0.19 2 В БЭ, 0
4151 БАВа 11.09 988 -20.16 0.15 2 В
4156 БЬ 13.71 6755 -21.32 1.22 4 БЭ В
4210 БЬ 13.20 2713 -19.99 0.14 4 БЭ В, С
4254 Бс 10.18 2408 -22.62 0.19 6 В БЭ, 0, 2М
ГАЛАКТИКИ С «ВЕРЕНИЦАМИ»: НОВЫЙ КАТАЛОГ Таблица 1. (Продолжение)
N00/10 Тип Во У0, км с-1 Мв Мт/Ьв Число «верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
4304 БЬс 12.14 2623 -20.66 0.45 5 В С
4319 БВаЬ 12.21 1443 -19.81 1 В
4444 БАВЬ 12.51 2915 -20.50 0.48 4 С В
4450 БаЬ 10.48 1955 -21.90 0.01 4 0 БЭ, В
4475 БВЬс 14.01 7388 -21.20 0.32 7 БЭ В
4487 Бс 11.27 1036 -19.67 0.21 2 С БЭ, В
4499 БВЬс 13.24 3353 -20.09 3 В С
4536 БАВЬ 10.32 1807 -21.85 0.18 7 0 В
4579 БАВЬ 10.12 1517 -21.74 0.02 3 В БЭ
4603 БАВс 11.46 2590 -21.27 0.25 4 В С
4622 Ба 13.22 4468 -20.77 6 В С
4653 БАВс 12.61 2624 -20.33 0.46 5 В БЭ, С
4682 БАВс 12.35 2322 -20.27 0.19 5 в БЭ, С
4701 Бс 12.45 723 -17.84 0.67 2 В, С
4734 Бс 13.90 7525 -21.32 0.32 2 БЭ В, С
4736 БаЬ 8.54 314 -20.98 0.01 6 0 БЭ
4897 БЬс 12.87 2558 -19.97 0.87 5 В 0, С
4902 БЬ 11.51 2631 -21.40 0.21 7 В 0, С
4947 БЬ 11.97 2405 -20.65 0.18 6 В С
4965 БАВс 12.23 2264 -20.27 0.30 8 В С
4981 БЬс 11.65 1678 -20.31 0.27 4 В 0
5020 БАВЬ 12.94 3362 -20.57 0.68 5 БЭ 0, В
5033 Бс 10.08 876 -20.95 0.19 4 В 80,0, С
5101 БО-а 11.22 1858 -20.84 0.12 4 В
5112 БВс 12.21 972 -19.04 0.39 2 БЭ 0, В, С
5156 БВЬ 11.74 2986 -21.33 0.22 6 В 2М
5213 БЬ 14.48 6884 -20.55 0.41 2 БЭ В, С, и УУ 018, М
5227 БЬ 13.60 5235 -20.84 0.41 5 БЭ В, С
5327 БЬ 13.15 4354 -20.89 0.33 4 БЭ В
5334 Бс 12.52 1380 -19.12 0.46 3 В 80,0, С
5345 Ба 13.34 7255 -21.79 0.10 3 БЭ В
5351 БВЬ 12.57 3613 -21.16 0.38 6 В 80, С,2М asym
Таблица 1. (Продолжение)
NGC/IC Тип Во V0, KM c_1 MB Mhi/LB Число «верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
5395 SABb 11.72 3468 -21.92 0.28 5 В SD, G VV 048, ARP084,M
5494 Se 12.91 2619 -19.93 0.61 6 В G,
5584 SABc 12.33 1648 -19.69 0.43 3 В SD
5618 SBc 13.40 7140 -21.71 0.34 3 SD В, С
5643 Se 9.95 1190 -21.00 0.10 5 В С
5653 Sb 12.69 3564 -20.99 0.12 6 HST SD, 2М
5655 16.71 4 в SD
5669 SABc 12.41 1373 -19.28 0.57 3 SD В, С
5674 SABc 13.06 7473 -22.16 0.15 3 В SD, С
5754 SBb 13.74 4404 -20.41 0.32 11 SD В ARP297, M
5774 SABc 12.54 1566 -19.37 0.61 1 SD В, G M
5786 Sbc 2981 3 В С
5850 Sb 11.40 2547 -21.50 0.07 8 G SD, В
5861 SABc 11.19 1859 -21.02 0.18 8 В С
5905 Sb 12.98 3391 -20.66 1.07 6 SD G, В, С, R
5968 SABb 12.50 5460 -21.97 0.21 10 В С, 2М
6001 Se 14.07 9974 -21.79 0.44 5 SD В, С
6008 Sb 13.72 4861 -20.60 0.45 4 SD В, С
6035 Se 13.73 4756 -20.55 0.24 4 SD В, С, 2М
6217 Sbc 11.46 1368 -20.45 0.27 5 SD G, В, С ARP 185
6221 Se 9.69 1485 -21.70 0.21 4 В С
6267 Se 13.29 2980 -20.04 0.23 3 В В, С
6384 SABb 10.55 1664 -21.51 0.19 4 В SD, С
6484 Sb 12.73 3114 -20.68 0.66 3 В SD, С
6691 Sbc 13.27 5883 -21.50 0.20 2 В С, 2М
6699 SABb 12.39 3391 -20.94 0.07 7 В С
6744 Sbc 8.61 851 -21.33 1.09 8 G В, С Grp, UNGC
6753 Sb 11.51 3176 -21.68 0.17 4 В G, С
6769 SABb 12.10 3813 -21.49 6 В С VV 304, M
6770 Sb 12.24 3842 -21.37 0.33 3 В G, С VV 304, M
6780 SABc 12.90 3493 -20.51 0.25 2 В С
6782 Sa 12.18 3923 -21.48 0.11 6 G В
Таблица 1. (Продолжение)
N00/10 Тип Во Уо, км с-1 Мв Мт/Ьв Число «верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
6845 БВЬс 13.19 6679 -21.69 3 В
6878 БАВЬ 13.20 5853 -21.40 6 В С
6919 БАВс 13.26 6727 -21.65 2 С В, С
6923 БВЬ 11.89 2831 -21.11 0.46 4 в С
6935 БАВа 12.56 4589 -21.48 4 0 С
6941 БЬ 13.48 6219 -21.32 0.43 2 с БЭ, В
6943 Бс 11.45 3116 -21.65 0.43 6 с 0, В
6949 Бс 12.76 2763 -20.48 0.33 5 с В
6951 БАВЬ 10.05 1425 -21.92 0.04 4 с В
6955 БАВЬ 14.35 8168 -21.05 5 БЭ В, С
6962 БАВа 12.37 4202 -21.58 0.33 5 0 БЭ, В, И м
6976 БАВЬ 14.35 5998 -20.36 6 БЭ В
6984 Бс 12.66 4663 -21.42 0.40 6 С В
7038 БАВс 11.94 4932 -22.25 0.34 8 В С
7059 БАВс 11.56 1734 -20.19 0.70 2 С В
7065А БАВс 14.46 7404 -20.70 3 БЭ В
7070 Бс 12.54 2397 -20.00 0.82 4 В с
7083 БВЬс 11.30 3106 -21.80 0.36 7 В с
7102 БЬ 13.47 4846 -20.79 0.41 4 В с
7125 БАВс 12.31 3078 -20.79 1.68 10 В с
7171 БВЬ 12.43 2717 -20.55 0.41 3 В с
7221 БЬс 12.41 4356 -21.54 0.30 3 С В, 0
7252 БО 12.59 4724 -21.54 0.04 5 НБТ АИР 226, М
7257 БАВЬ 12.95 4902 -21.31 0.20 4 БЭ в, с
7309 БАВс 12.70 4006 -21.10 0.19 5 В с
7323 БЬ 13.62 5601 -20.98 0.35 2 БЭ м
7329 БВЬс 12.04 3251 -21.15 0.46 6 С В, 0
7412 БВЬ 11.51 1710 -20.25 0.25 4 С В, 0
7418 Бс 11.42 1447 -19.97 0.27 5 В с, в
7421 БЬс 12.41 1801 -19.51 0.15 5 В С, 0
7424 Бс 10.52 937 -19.78 0.85 5 В С, 0
7535 Бсс! 13.95 4604 -20.20 0.65 2 в, с
БУТЕНКО, ХОПЕРСКОВ Таблица 1. (Продолжение)
N00/10 Тип Во Уо, км с-1 Мв Мт/Ьв Число «верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
7678 Бс 12.04 3488 -21.55 0.16 6 В С,0, БЭ, 2М УУ 359, АИР 028
7691 БЬс 13.58 4038 -20.31 0.36 4 БЭ
771 ЗА Бс 12.88 3008 -20.19 0.27 5 С В
7714 БЬ 12.53 2797 -20.51 0.42 2 В, С УУ 051, АИР 284, М
1С
0004 Бс 13.69 5011 -20.65 0.17 2 В
0167 Бс 12.92 2934 -19.39 0.35 4 0 БЭ АИР 031
0173 БВЬс 14.57 13965 -21.99 0.24 6 БЭ В
0209 БВЬс 13.35 3964 -20.41 0.17 2 БЭ
0221 Бс 13.13 5088 -21.25 0.46 4 С В
0342 БАВс 6.14 25 -21.54 0.47 7 В с, и
0370 Бс 14.39 9727 -21.34 0.52 4 В С
0382 БАВс 12.74 4998 -21.5 0.53 4 В С, 0
0438 БАВс 12.43 3123 -20.56 0.58 4 С В, 0
0492 БВЬс 13.9 5148 -20.51 0.35 5 БЭ
0498 БЬ 14.27 10139 -21.59 0.38 2 БЭ УУ 526
0503 Ба 14 4125 -19.87 1.39 3 БЭ
0509 БАВс 13.56 5490 -20.98 0.45 5 В БЭ
0512 БАВс 12.7 1614 -19.5 0.40 6 0 В
0527 БВс 14.43 6868 -20.61 0.86 7 БЭ В
0539 Бс 13.97 7043 -21.07 0.29 5 БЭ В
0577 Бс 14.65 9014 -20.95 0.33 6 БЭ В
0616 Бс 14.27 5776 -20.38 0.42 5 БЭ В
0651 БВс! 12.9 4491 -21.17 0.28 3 БЭ
0900 БАВс 13.3 7066 -21.8 0.35 4 БЭ С, В
0983 БВЬс 12.49 5442 -22.06 0.67 5 БЭ С, В АИР 117
0992 БАВЬ 14.46 7782 -20.84 0.64 2 БЭ в
1093 БАВЬ 14.5 13370 -21.99 0.47 4 БЭ В, 0
1132 Бс 14.07 4524 -20.1 0.65 5 БЭ с, в
1142 БВс 14.51 13973 -22.09 0.70 4 БЭ С, В, 2М М
1149 БЬс 13.76 4681 -20.47 0.41 4 БЭ С, В М
1236 Бс 13.79 6026 -20.99 0.29 3 с, в УУ442, М
Таблица 1. (Продолжение)
N00/10 Тип Во У0, км с-1 Мв Мт/Ьв Число «верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
1269 БЬс 12.7 6115 -22.11 0.26 6 В С
1301 Бс 14.1 3990 -19.86 1.36 3 С В
1377 БВаЬ 14.22 9039 -21.4 5 БЭ
1516 БЬс 13.83 7278 -21.29 1.08 7 БЭ В
1525 БЬ 12.52 5010 -21.89 0.31 5 В С
1543 БЬс 13.94 5595 -20.65 0.36 2 БЭ В
1562 БВс 13.46 3728 -20.12 0.65 4 С В
1607 Бс 14.14 5438 -20.34 0.66 3 БЭ
1666 Бс 14.1 4881 -20.2 0.38 2 В БЭ
1734 Бс 13.29 4924 -20.9 0.34 3 В
1764 БЬ 13.81 5066 -20.56 0.45 5 В С
1852 Бс 14 8428 -21.45 4 В
1953 Бс 11.76 1864 -20.21 0.15 2 В
2226 БАВа 13.88 10876 -22.14 0.13 5 БЭ В
2473 БЬс 14.32 8070 -21.07 0.31 3 0
2490 БАВЬ 14.3 7333 -20.88 0.97 4 БЭ
2522 Бс 12.44 3017 -20.32 0.61 2 В 0, С
2537 Бс 12.11 2788 -20.65 0.34 4 В 0
2548 БВЬс 13.18 4409 -20.77 0.39 6 В С
2556 Бсс! 13.37 2505 -19.46 0.47 2 В С
2580 Бс 12.93 3140 -20.26 0.51 6 В с, и
2582 БЬс 13.32 4161 -20.5 0.21 7 В с, и
2604 БВш 14.5 1628 -17.57 1.75 1 БЭ в, с, и УУ 538, М
2627 БАВс 11.89 2088 -20.41 0.28 5 В 0, С, 2М
2947 БВш 14.3 12705 -22.08 0.45 3 БЭ в asym
2956 БЬс 14.62 9056 -21.02 0.47 5 В
3062 Бс 14.32 7860 -21 0.31 5 БЭ В
3109 БЬс 14.46 12853 -21.93 0.37 4 БЭ В
3115 Бс 13.3 734 -18.64 0.37 6 В 0 УУ431, Огр
3156 БВсс! 14.33 5874 -20.37 0.30 2 В БЭ
3253 Бс 11.62 2706 -20.65 0.24 3 В С
3267 Бс 13.99 1236 -18.87 0.20 5 В
Таблица 1. (Продолжение)
NGC/IC Тип Во V0, KM e_1 MB Mhi/LB Число «верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
3271 SABc 14.42 7211 -20.71 0.52 3 SD В, С M
3376 SBa 14.07 7130 -21.06 0.65 2 SD В
3407 SBb 14.14 7004 -20.95 0.31 3 В SD
3709 Sbc 14.68 14311 -21.95 0.61 4 SD В
3827 Se 13.58 4303 -20.39 0.29 4 В
3829 SABa 13.26 3564 -20.25 0.74 4 В С
3896А Scd 11.88 2142 -20.42 0.13 1 В С
4219 SBb 13.18 3654 -20.38 0.14 2 В 2М
4229 Sb 14.16 6953 -20.89 0.46 2 SD В, С M
4237 SBb 12.48 2658 -19.87 0.24 4 В С
4248 Se 13.51 4105 -20.31 0.74 4 В
4270 Sbc 14.16 7964 -21.13 0.70 5 В С
4341 Se 14.64 2344 -18.24 1.96 4 В SD
4359 Se 13.16 4130 -20.64 0.54 3 В С, 2М
4366 Se 12.75 4615 -21.32 0.31 5 В С
4367 SABc 12.54 4054 -21.24 0.23 6 В С
4388 Sbc 13.79 4010 -19.99 0.59 3 В
4397 Sbc 13.7 4381 -20.41 0.52 5 SD В
4441 Se 13.65 4452 -20.34 0.45 2 В С Grp
4444 SABb 11.2 1958 -20.91 0.13 5 В 2М
4479 Se 14.67 13593 -21.86 0.64 3 SD В, С
4538 SABc 12.13 2862 -20.94 0.12 5 В С
4567 Se 13.24 5728 -21.31 0.21 4 SD 2М M
4585 SBb 12.05 3645 -21.46 6 В С
4633 Se 12.14 2942 -20.44 0.56 6 В С
4641 Se 13.7 5333 -20.64 0.16 7 В С
4646 Se 11.83 3172 -21.36 0.53 6 В С, 2М
4661 Se 12.95 4828 -21.16 0.61 5 В С
4682 SBbc 12.38 3570 -21.05 0.47 4 В С
4688 Se 13.71 6026 -21.05 0.21 3 В SD
4722 Se 12.83 4817 -21.3 6 В
4729 Se 12.44 4434 -21.49 0.29 8 В С
ГАЛАКТИКИ С «ВЕРЕНИЦАМИ»: НОВЫЙ КАТАЛОГ Таблица 1. (Продолжение)
NGC/IC Тип Во Vo, KM c_1 MB Mhi/LB Число «верениц» Основной источник* Другие источники* Взаимодействие**
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
4769 SBbc 13.26 4535 -20.73 0.60 5 В С
4836 SBc 12.82 4604 -21.21 1.07 5 В G, 2М
4839 Sbc 12.77 2717 -20.07 0.50 6 В М
4852 SBc 12.84 4425 -21.09 0.36 5 в С
4857 Se 12.94 4674 -21.13 0.38 3 в С
4876 SABc 13.7 5577 -20.78 0.63 5 в С
4901 SABc 11.44 2139 -20.11 0.37 9 в С
4933 SBbc 12.4 4910 -21.79 0.37 4 в G
4998 SBc 13.42 6662 -21.48 4 в С
5005 SBc 13.06 3094 -20.16 0.71 6 с В
5092 SBc 12.74 3246 -20.48 0.42 9 в
5116 SBbc 13.6 3791 -19.97 0.47 3 в С
5141 Sbc 13.09 4477 -20.86 0.64 4 в С
5188 SABc 13.47 4614 -20.55 0.47 5 в С М, Grp
5261 SBc 13.56 3238 -19.74 0.46 4 в С
5325 Sbc 11.71 1507 -19.75 0.12 8 с G, 2М
; Принятые сокращения
C — DSS colored; B — DSS2 Blue (XJ+S); R — DSS2 Red (F+R);
** Примечания: VV ARP M Grp UNGC asym
2M — 2MASS; G — GALEX; SD — SDSS DR9 color; HST — Hubble Space Telescope (оптический диапазон).
— упоминается в каталоге галактик Воронцова-Вельяминова под указанным номером;
— номер объекта в каталоге пекулярных галактик;
— принадлежит к паре или группе галактик, согласно данным HyperLeda;
— включен в каталог [8];
— входит в состав каталога [9] и имеет большой приливной индекс (в ^ 2.0);
— объект ассимметричный, имеются достаточно выраженные признаки взаимодействия.
2.2. Статистические свойства
При рассмотрении вопроса о возможности объединения нашей выборки с каталогом [3] для выделения «верениц» мы использовали вместо паломарских снимков шести случайно выбранных объектов из [3] соответствующие изображения SDSS/DSS и получили заметные расхождения по числу «верениц» (таблица 2), за исключением NGC 1637. Наиболее значительна разница
в случае N00 5921, что обьясняется лучшим разрешением центральной области галактики на современных изображениях, чего не могли обеспечить снимки Паломарского атласа. Принимая во внимание этот результат, обусловленный большим различием качества исходных наблюдательных данных, мы считаем нецелесообразным объединять выборки для рассмотрения распределений по числу «верениц», по их линейным и угловым размерам.
Таблица 2. Число «верениц» у случайным образом выбранных галактик из каталога [3] по изображениям Паломарского атласа и SDSS/DSS
Число Наша оценка
Галактика верениц» по числа
оценкам [3] «верениц»
N00 0514 2 4
N00 1637 3 3
N00 5597 2 4
N00 5921 3 8
N00 7229 2 3
N00 7755 4 5
Тем не менее, распределения по остальным характеристикам галактик с полигональными структурами из работы [3], демонстрируют хорошее согласие с приведенными в данной работе и будут показаны как по отдельности (для выборки из [3] с учетом современных значений в базе HyperLeda и нашей выборки), так и для объединенной выборки.
Сравним статистические свойства нашей выборки с результатами работы [3]. На рис. 2 приведены распределения по морфологическим типам. Для нашей выборки это распределение немного смещено в сторону галактик более ранних типов по сравнению с аналогичным распределением в работе [3]. На рис. 3а и 3Ь представлены распределения галактик двух каталогов по абсолютным звездным величинам. Величины объектов нашей выборки лежат в пределах от —17™ до -22 ™5 при среднем значении Мв = 20 ™5 как для всей выборки, так и для галактик с баром, что согласуется с результатами [3].
По данным HyperLeda 77% галактик из нашей выборки являются галактиками с баром. В каталоге [3] бар присутствует у 70% галактик, что дает для общей выборки всех 406 объектов с «вереницами», входящих в каталоги N00/10,74% SB-галактик. Однако, для всех 7143 галактик, входящих в каталоги N00/10, бар в HyperLeda указан для 51% случаев. По-видимому, наличие бара является благоприятным условием для образования полигональных структур в спиральной волне плотности из-за более подходящих условий формирования сильных галактических ударных волн (УВ) в более мощном потенциале звездной волны плотности.
Число «верениц» N у галактик нашего каталога варьируется от 1 до 11 со средним значением
Рис. 2. Распределение галактик по морфологическим типам: (а) для выборки [3] данные перестроены с учетом данных из базы HyperLeda; (Ь) для нашей выборки галактик; (с) суммарная гистограмма для обеих выборок.
Рис. 3. Распределение галактик по абсолютным звездным величинам: (в) для всех галактик из выборки [3]; (Ь) для нашей выборки галактик.
Рис. 4. То же, что и на рис. 3, но по числу «верениц».
(N) = 4 (рис. 4). В случае каталога [3] среднее количество «верениц» для всей выборки близко к 3 и у большинства галактик выделено 2 или 3 «вереницы». Для нашей выборки распределение по числу «верениц» является довольно широким с менее ярко выраженным максимумом (см. рис. 4b). Как и в каталоге [3], корреляция числа «верениц» с абсолютной звездной величиной Mb не обнаружена.
Линейные размеры «верениц» L варьируются в широких пределах, причем в нескольких галактиках, например NGC 0010, NGC 1365, NGC 1512, NGC 3976, NGC 5850, NGC 6935, их длина превышает 22 кпк, а для IC 4479 достигает 30 кпк (рис. 5). Средняя длина «вереницы» (L) = 6.6 кпк, а меди-
анное значение — 5.6 кпк. Эти результаты почти вдвое превышают значения для каталога [3], что обусловлено большей долей длинных «верениц» из-за выявления более протяженной спиральной структуры и увеличения длины Ь с расстоянием г за счет качественных изображений периферии галактик по данным SDSS и далеко за пределами оптического радиуса в случае GALEX.
Как и в случае каталога [3], имеется корреляция между длиной «вереницы» и расстоянием й от центра галактики до конца «вереницы»: чем дальше от центра, тем длиннее «вереницы» (рис. 6). Длина «вереницы» и расстояние от центра й нормированы на оптический радиус галактики ^5/2. Сплошной линией на рис. 6 показана зависимость й = Ь, а
Рис. 5. Распределение «верениц» по линейным размерам: а) для всех галактик из выборки [3]; Ь) для нашей выборки галактик.
Рис. 6. Диаграмма «длина вереницы Ь — расстояние от центра й» (обе величины нормированы на оптический радиус галактики 025/2). Пунктир — регрессионная линия, сплошная линия — зависимость й = Ь.
пунктиром — линейная аппроксимация этой зависимости, d = 0.87L + 0.1.
На рис. 7 приведены распределения галактик с «вереницами» (7a) и всех S-галактик из каталогов NGC и IC относительно величины угла наклона i по данным из HyperLeda. Для общей выборки по всему каталогу NGC/IC имеется большая доля объектов со значением угла i ~ 90°, что обусловлено эффектом увеличения поверхностной яркости
галактик, видимых с ребра, из-за геометрического фактора. Дополнительный вклад дает также присвоение в базе данных HyperLeda некоторым недисковым галактикам значений i = 90°. Доля полигональных галактик с углом i > 70° мала из-за проблем определения свойств спирального узора и мы их исключаем из рассмотрения.
Рисунок 7 демонстрирует качественное сходство распределений галактик с «вереницами» и всех S-галактик в каталогах NGC и IC по углу i. В обоих случаях имеем колоколообразный вид распределений с максимумом в области 40° для галактик с «вереницами» и 50° для всех спиральных галактик из NGC. Неравномерность распределений обусловлена эффектами наблюдательной селекции и способом определения угла наклона в каталоге HyperLeda по отношению фотометрических осей b:a. Из-за наличия бара, балджа, различных искажений формы у взаимодействующих галактик и объектов поздних морфологических типов оценка по отношению осей очевидно приводит к систематическим отклонениям от равномерных распределений, как для галактик с малым углом i (face-on), так и для больших i (edge-on) [ 10].
В галактиках со значительным углом наклона сложно выявить спрямленные участки в спиральном узоре, поэтому, учитывая неполноту нашей выборки для углов i ^ 55° (см. рис. 7), далее мы приводим распределения как для полной выборки галактик с «вереницами», так и отдельно для галактик с i < 55°.
Рис. 7. Распределение спиральных галактик по углам наклона к лучу зрения i: (a) для галактик с «вереницами» из каталога NGC и IC (для 276 объектов из нашего каталога — закрашенные столбцы, для 406 объектов, включая NGC объекты из каталога [3] — заштрихованные столбцы); (b) для всех спиральных галактик из каталога NGC и IC (по данным HyperLeda).
Угол между соседними «вереницами», как правило, близок к а = 120° (рис. 8). Среднее значение угла равно 126°, как для всей нашей выборки, так и для галактик с баром, что согласуется с результатами [3].
Оценки содержания газа в галактиках с «вереницами» представлены на рис. 9, где мы приводим распределения отношения Ыш/Ьв (в солнечных единицах). Максимум приходится на 0.3 при среднем значении {Ын\/Ьв) = 0.39 для всей выборки, что не противоречит [3].
UBV-фотометрия с показателями цвета, исправленными за галактическое селективное поглощение и наклон диска галактики, есть по данным ИурегЬеба у 34% галактик с «вереницами» из нашего каталога. На рис. 10 приведена двухцветная диаграмма (и — В)о—(В — V)о, где ромбами мы отметили обновленные данные для выборки [3], крестиками и кружками показали положения объектов для нашей выборки. Для всех галактик с «вереницами» наблюдается хорошее согласие с кривой нормальных цветов, которая изображена на диаграмме сплошной линией.
3. МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИГОНАЛЬНЫХ СТРУКТУР
В литературе обсуждались два возможных механизма формирования полигональных структур. А. Д. Чернин в работах [11, 12] предложил гидродинамический механизм, основанный на особенностях динамики глобальной галактической УВ. Из-за неустойчивости фронта УВ происходит локальное спрямление его участков и образование полигональной структуры. Этот механизм уверенно воспроизводится в численных расчетах различных авторов [13—17].
Возможен и иной механизм, когда в численных моделях N-тел на транзиентной стадии формирования бара и спиралей можно выделить отдельные спрямленные сегменты рукавов [5]. Модели, основанные на резонансе 4/1, также позволяют описывать наблюдаемые особенности спиральной структуры [18, 19]. Механизм формирования «верениц», основанный на гравитационной неустойчивости бесстолкновительного звездного диска и/или резонансных явлениях, рассмотрен в работах [20—22]. При построении численных моделей звездных дисков в указанных работах использовались потенциалы, полученные в результате обработки изображений в H-диапазоне из обзора OSUBSGS (Ohio State University Bright Spiral Galaxy Survey). Их авторам удалось воспроизвести прямолинейные сегменты в рамках бесстолкнови-тельной модели (N-тел), в частности, для галактики NGC 4303.
Не вдаваясь в обсуждение конкретных физических механизмов формирования «верениц» [21, 22], укажем на их некоторые отличительные особенности в звездных дисках по результатам нашего моделирования динамики N-тел. Подробное описание используемой численной модели приведено в работах [23, 24]. Спрямленные участки возникают в моделях с достаточно массивным гало с ^ = Mh/Md > 3 в пределах оптического радиуса. Только в таких моделях при различных начальных значениях параметра Тоомре Qt ^ 1 возможно образование многорукавных и достаточно узких спиралей, в которых удается проследить транзиентные спрямленные участки («вереницы»). На рис. 11 показаны результаты наших численных моделей N-тел, в которых можно обнаружить спрямленные участки ветвей и даже почти изломы. Укажем на
Рис. 8. Гистограмма распределения углов а между смежными «вереницами»: а) для всех галактик из выборки [3]; Ь) для нашей выборки галактик, светлые столбики отображают распределение галактик с углом наклона i < 55°.
Рис. 9. Распределение величины -Mhi/Lb (в солнечных единицах) для галактик с «вереницами»: (a) для полной выборки [3] данные перестроены с учетом современных данных из базы HyperLeda; (b) для нашей выборки галактик, светлые столбики отображают распределение галактик с углом наклона i < 55°; (c) суммарная гистограмма для всех объектов с полигоналями.
некоторые особенности моделей звездных дисков с «вереницами»:
• спрямленные участки спиралей являются нестационарными, как и в случае «верениц» в газовом диске. Однако характерные времена их существования в горячей бесстолкновительной системе заметно меньше, чем в газе;
• эти структуры возникают достаточно редко на непродолжительное время, как правило, на начальных стадиях развития гравитационной неустойчивости;
• полигональная структура состоит из 1—3 «верениц», в отличие от газодинамических моделей, где формируется глобальная система «верениц». Мы уже отмечали, что «вереницы» встречаются в старых звездных дисках по данным 2MASS
достаточно редко (см. п. 2.1). Для 18 объектов из нашей выборки спрямленные сегменты удается выделить по изображениям 2MASS, что указывает на большую амплитуду спиральной волны в массивном звездном диске. Трудно ожидать, что возмущение в газе (масса которого в среднем мала по сравнению с массой звезд) способно раскачать «вереницу» в компоненте старых звезд. Проблема усложняется нестационарным (транзиентным) характером полигональной структуры, в этих условиях время гравитационного воздействия газовой структуры на звездную может быть недостаточным. По-видимому, для указанных 13 галактик первичным механизмом формирования «верениц» в звездной компоненте является сам звездный диск,
-0.6 -1-1-1-1-1-1-г
-0.2 -
ОД
0.2 -0.4 -0.6 -
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.S 0.9 1
В- V
Рис. 10. Двуцветная диаграмма для галактик с «вереницами»: ромбами обозначены данные для полной выборки [3]; для нашей выборки кружками на диаграмме изображены галактики с i < 55°, крестиками — объекты с i > 55°. Показатели цвета исправлены за галактическое селективное поглощение и наклон диска галактики. Использованы актуальные данные из HyperLeda.
что не исключает затем параллельной работы газодинамического механизма.
Во многих случаях «вереницы» отождествляются с положениями гигантских молекулярных облаков и звездных комплексов, образование которых связано со спиральной волной плотности и галактическими ударными волнами [25—28]. В работах [11, 12] Чернин, основываясь на свойствах 1 и 2 из раздела 1, рассмотрел газодинамический механизм образования полигональной структуры. Проблема формирования прямых сегментов в газовом диске галактики в гравитационном потенциале гладкой спиральной волны звездной плотности была изучена в ряде численных экспериментов в работах [13—17], результаты которых согласуются практически со всеми наблюдаемыми свойствами галактик с «вереницами».
В численных моделях после формирования глобальной УВ ее фронт оказывается неустойчивым, что приводит к выходу УВ из спиральной гравитационной ямы и спрямлению фронта. В результате прямые участки У В образуют полигональную структуру с характеристиками, сходными с наблюдаемыми [13]. Наш анализ позволяет выделить объекты, в которых работает, по-видимому, исключительно газодинамический механизм. Это справедливо в первую очередь для объектов, у которых на GALEX-изображениях спиральный узор и «вереницы» простираются за пределы звездного диска. Кроме того, в старом звездном диске по 2MASS удается для одного рукава обнаружить, как правило, 1—2 «вереницы» (только у NGC 4303 у каждого из трех рукавов можно выделить излом, а у одного рукава по три сегмента или более можно
вычленить только у NGC 5156 и IC 5325). Поэтому в галактиках с большим числом «верениц» роль газодинамического механизма, по-видимому, доминирует.
4. ОБСУЖДЕНИЕ И ВЫВОДЫ
В данной работе дополнительно к каталогу галактик с «вереницами» [3] мы выявили еще 276 объектов со спрямленными сегментами спирального узора из каталогов NGC и IC, что с учетом 130 объектов из NGC, вошедших в каталог [3], составило 406 галактик. В отличие от каталога [3], основанного на анализе объектов Паломарского атласа, мы исследовали все галактики NGC/IC, обеспечив полноту нашей выборки с учетом дополнительных ограничений на наблюдательные характеристики. Анализ изображений всех 7143 спиральных галактик, входящих в NGC/IC, позволил у 406 объектов выявить хотя бы одну «вереницу» в структуре спирального узора. Таким образом, частота встречаемости галактик с «вереницами» среди ближайших объектов составляет около 6%. У 77% из них имеются центральные бары. Для существенной части объектов с «вереницами» (38%) характерной особенностью являются кольца. Причем 13 (4%) объектов включены в каталог галактик ранних типов с внешними кольцами [29] (из них 9 объектов входят в нашу выборку, и 4 объекта вошли в каталог [3]).
В отличие от объектов каталога А. Д. Чернина и др. [3], в котором доля взаимодействующих галактик достигает 44% (90 объектов), наша выборка содержит около 13.8% (38 объектов) взаимодействующих или сильно асимметричных систем. В результате объединенная выборка из всех 480 объектов с «вереницами» содержит всего 128 взаимодействующих галактик (27%). Поэтому предположение в работе [3] о том, что среди галактик с «вереницами» взаимодействующие галактики встречаются почти вдвое чаще, не подтверждается при рассмотрении объединенной выборки, содержащей 480 объектов.
Среди 276 новых объектов 232 галактики (84%) имеют двухрукавный спиральный узор, 8% являются трехрукавными, и около 8% галактик характеризуется большим числом рукавов. Только у 12 объектов (4.3%) наблюдается ярко выраженная флокулентная спиральная структура, что характерно и для выборки [3]. Среди наших полигональных галактик только у 59% «вереницы» обнаружены во всех рукавах, 28% галактик (78 объектов) содержат «вереницы» только в одном рукаве.
Рис. 11. Распределения возмущения логарифма поверхностной плотности в модели звездного диска в различные моменты времени (справа — показана только положительная часть возмущения). Параметр Тоомре в начальный момент времени <т = 0.8 в области 1/2 < т/та < 2, — экспоненциальная шкала диска.
Для большой части галактик из нашей выборки схематическое построение «верениц» в спиральных рукавах и дальнейшие измерения линейных и угловых размеров выполнялись по изображениям, полученным в оптическом диапазоне (93%). Для 164 объектов (59%) основным источником для выявления полигоналей стали изображения DSS: 145 объектов — DSS2 Blue (XJ+S), 19 объектов — DSS colored (цветное композитное DSS изображение). По изображениям SDSS DR9 color построены изображения «верениц» для 89 объектов из нашей выборки (32%). Для 4 галактик «вереницы» наилучшим образом выделяются по оптическим снимкам космического телескопа Хаббл (HST). Только для 19 галактик (7%) из всей нашей выборки в качестве основного изображения для выявления полигоналей использовались снимки GALEX, тем не менее «вереницы» в ультрафиолетовых лучах выявлены у 51 галактики (18%) из нашей выборки. В инфракрасном диапазоне (2MASS) спрямленные участки спиральных рукавов можно выделить у 18 объектов (7%), как правило, на этих снимках видны 1—2 «вереницы», в то время как на снимках, сделанных в оптическом или ультрафиолетовом диапазоне, можно выделить больше таких структур. Отметим также, что по снимкам DSS в красных лучах (DSS2 Red (F+R)) «вереницы» можно выделить только у 13 объектов из нашей выборки.
За исключением нашей оценки доли взаимодействующих галактик, все остальные рассмотренные
статистические характеристики нашей выборки хорошо согласуются с результатами анализа каталога А. Д. Чернина и др. [3]. Предположение о высоком содержании газа среди галактик с «вереницами», сделанное А. Д. Черниным с соавторами в [3], свидетельствует в пользу гидродинамического механизма образования спрямленных сегментов из-за неустойчивости мощных ударных волн, что согласуется с результатами численных расчетов [13—17]. Численные модели указывают на транзиентный характер образования полигональных структур, которые возникают и исчезают в процессе эволюции галактического диска. На нестационарный характер спирального узора с «вереницами» косвенно указывают и данные по нашей выборке, поскольку у примерно 40% галактик спиральный узор не образует геометрически правильной структуры.
Отметим также, что в у галактик нашей выборки число «верениц» в среднем заметно выше, чем в каталоге [3]. Это, очевидно, связано с использованием изображений из более новых цифровых обзоров в различных диапазонах, в отличие от работы [3], в которой рассматривалась выборка однородных изображений в синих лучах из Пало-марского атласа.
БЛАГОДАРНОСТИ
В работе использовалась информация, содержащаяся в астрономических базах HyperLeda.
Авторы выражают благодарность Рецензенту и Д. И. Макарову за ценные и полезные обсуждения. Работа выполнена в рамках проектной части госзадания министерства образования и науки РФ (проект № 2.852.2017/4.6). Работа выполнена при частичной поддержке грантов РФФИ 15-0206204, 15-52-12387, 16-02-00649. М. А. Бутенко благодарит Н. М. Кузьмина за помощь в работе.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. B. A. Vorontsov-Vel'yaminov, Astron. Zh. 41, 814 (1964).
2. A. D. Chernin, A. V. Zasov, V. P. Arkhipova, and A. S. Kravtsova, Astronomical and Astrophysical Transactions 20, 139 (2001).
3. A. D. Chernin, A. S. Kravtsova, A. V. Zasov, and V. P. Arkhipova, Astronomy Reports 45, 841 (2001).
4. A. D. Chernin, A. V. Zasov, V. P. Arkhipova, and A. S. Kravtsova, Astronomy Letters 26, 285 (2000).
5. R. Buta and F. Combes, Fund. Cosmic. Physics 17, 95(1996).
6. М. А. Бутенко, Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика 1,52(2015).
7. D. Makarov, P. Prugniel, N. Terekhova, et al., Astron. and Astrophys. 570, A13 (2014).
8. D. Makarov and I. Karachentsev, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 412,2498(2011).
9. I. D. Karachentsev, D. I. Makarov, and E. I. Kaisina, Astron. J. 145, 101 (2013).
10. V. E. Karachentseva, Y. N. Kudrya, I. D. Karachentsev, et al., Astrophysical Bulletin 71, 1 (2016).
11. A. D. Chernin, Astronomical and Astrophysical Transactions 18, 393(1999).
12. A. D. Chernin, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 308,321 (1999).
13. S.A. Khoperskov, A. V. Khoperskov, M. A. Eremin, and M. A. Butenko, Astronomy Letters 37, 563 (2011).
14. S. A. Khoperskov, M. A. Eremin, and A. V. Khoperskov, Astronomical and Astrophysical Transactions 27,245 (2012).
15. E. A. Filistov, Astronomy Reports 56, 9 (2012).
16. E. A. Filistov, Astronomy Reports 59, 118 (2015).
17. М. А. Бутенко and С. А. Хоперсков, Вестник Волгоградского государственного университета. Серия 1: Математика. Физика 1 (14), 81 (2011).
18. G. Contopoulos and P. Grosbol, Astron. and Astrophys. 155, 11 (1986).
19. P. A. Patsis, P. Grosbol, and N. Hiotelis, Astron. and Astrophys. 323,762(1997).
20. P. Rautiainen, H. Salo, and E. Laurikainen, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 388, 1803(2008).
21. P. Rautiainen and A. M. Mel'Nik, Astron. and Astrophys. 519, A70 (2010).
22. A. M. Mel'nik and P. Rautiainen, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 434, 1362(2013).
23. A. Khoperskov, D. Bizyaev, N. Tiurina, and M. Butenko, Astronomische Nachrichten 331, 731 (2010).
24. S. A. Khoperskov, A. V. Khoperskov, I. S. Khrykin, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 427, 1983 (2012).
25. Y. N. Efremov, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 405, 1531 (2010).
26. A. S. Gusev, F. Sakhibov, and Y. N. Efremov, Astronomische Nachrichten 336, 401 (2015).
27. Y. N. Efremov, Astronomical and Astrophysical Transactions 29,25(2015).
28. N. Bastian, M. Gieles, Y. N. Efremov, and H. J. G. L. M. Lamers, Astron. and Astrophys. 443, 79 (2005).
29. I. P. Kostiuk and O. K. Sil'chenko, Astrophysical Bulletin 70, 280 (2015).
Galaxies with "Rows": a New Catalog
M. A. Butenko and A. V. Khoperskov
Galaxies with "rows" in Vorontsov-Velyaminov's terminology stand out among the variety of spiral galactic patterns. A characteristic feature of such objects is the sequence of straight-line segments that forms the spiral arm. In 2001 A. Chernin and co-authors published a catalog of such galaxies which includes 204 objects from the Palomar Atlas. In this paper, we supplement the catalog with 276 objects based on an analysis of all the galaxies from the New General Catalogue and Index Catalogue. The total number of NGC and IC galaxies with rows is 406, including the objects of Chernin et al. (2001). The use of more recent galaxy images allowed us to detect more "rows" on average, compared with the catalog of Chernin et al. When comparing the principal galaxy properties we found no significant differences between galaxies with rows and all S-type NGC/IC galaxies. We discuss two mechanisms for the formation of polygonal structures based on numerical gas-dynamic and collisionless N-body calculations, which demonstrate that a spiral pattern with rows is a transient stage in the evolution of galaxies and a system with a powerful spiral structure can pass through this stage. The hypothesis of A. Chernin et al. (2001) that the occurrence frequency of interacting galaxies is twice higher among galaxies with rows is not confirmed for the combined set of 480 galaxies. The presence of a central stellar bar appears to be a favorable factor for the formation of a system of "rows."
Keywords: galaxies: spiral—galaxies: statistics—galaxies: structure
