CC BY
54
УДК 524.74-13(083.8)
КАТАЛОГ ИЗОЛИРОВАННЫХ ГАЛАКТИК, ОТОБРАННЫХ В ОБЗОРЕ
2MASS
©2010 В. Е. Караченцева1, С. Н. Митр онова2, О. В. Мельник3,4, И. Д. Караченцев2
1Главная аcmрaнaмuчеcкая aбcерваmaрuя НАН Украины, ул. акад. Забaлamнaгa 27, Киев, Украина 2Специальная аcmрaфuзuчеcкая aбcерваmaрuя, Нижний Архыз, 369167 Paccия 3Institut d’Astrophysique et de Geophysique, University de Liege, Aliee du 6 Aout, 17, BBC, Belgique 4Аcmрaнaмuчеcкая aбcерваmaрuя Кuевcкaгa нацuaнальнaгa унuверcumеmа им. Tараcа Шевченко,
Oбcерваmaрная 3, Киев 04053, Украина Поступила в редакцию 30 июня 2009 г. ; принята в печать 3 сентября 2009 г.
Проведены поиски изолированных галактик, основанные на автоматическом отборе обособленных источников из обзора Two Micron All-Sky Survey (2MASS) и последующем визуальном просмотре их окрестностей. Применяя модифицированный критерий Караченцевой [1], мы сформировали каталог 3227 изолированных галактик (2MIG), в который входит 6% протяженных 2MASX источников (2MASS Extended Sources Catalog) ярче Ks = 12m с угловыми диаметрами aK > ЗО". Каталог охватывает все небо и имеет эффективную глубину 0.02. Наиболее изолированные объекты каталога, 2MVIG, общим числом 2493 могут служить опорной выборкой для изучения влияния окружения на структуру и эволюцию галактик, расположенных в областях с особо низкой плотностью материи.
Ключевые слова: галакmuкu, группы и cкaпленuя галакmuк, межгалакmuчеcкuй газ
1. ВВЕДЕНИЕ
Современные наблюдательные данные о распределении галактик демонстрируют существование крупномасштабных космических структур, состоящих из волокон, стенок и скоплений, окаймляющих пустые объемы. Такая ячеистая структура находит естественное объяснение в рамках стандартной космологической модели ЛCDМ. Примерно 5—10% галактик находятся в плотных (вириа-лизованных) областях скоплений и еще столько же в невириализованных окрестностях этих скоплений. Большинство же галактик локализовано в малонаселенных обособленных системах, подобных Местной группе (50%), и разреженных облаках (25%), ближайшим примером которых является облако Canes Venatici I. Остальные 5—10% галактик рассеяны в общем метагалактическом поле. Заметим, что вопрос о том, какая доля галактик относится к “истинно одиночным”, до сих пор вызывает дискуссии.
Изолированные галактики — это объекты, которые не подвергались значительному воздействию со стороны ближайших соседей за последние 1 —2 млрд. лет. Это означает, что их наблюдаемые физические характеристики в основном определяются
начальными условиями образования и внутренними эволюционными процессами. Репрезентативная выборка изолированных галактик необходима для проверки моделей формирования и эволюции галактик, а также в качестве опорной выборки при изучении свойств галактик в парах, группах, скоплениях — чтобы понять влияние окружения на такие фундаментальные свойства галактик, как их морфология, содержание газа и пыли, химсостав и темп звездообразования.
Любой каталог изолированных галактик не является идеальным. В выборку нашего каталога, ограниченную видимой величиной или угловым диаметром галактик, не попадают карликовые объекты из далеких объемов, а некоторые пространственно изолированные галактики могут иметь в проекции на небе близких соседей. С другой стороны, выборка обычно содержит некоторую примесь ложных изолированных галактик. Создавая выборку изолированных объектов, необходимо стремиться свести эти статистические погрешности к минимуму. При этом желательно, чтобы выборка была представительной, т.е. охватывала значительную область неба и имела достаточную глубину.
Успешной попыткой создания такой выборки является Каталог Изолированных Галактик
(КИГ) [1]. При его составлении в качестве критерия изолированности были приняты эмпирически подобранные соотношения:
Xu/ai > s = 20, (1)
4 > ai/a\ > 1/4, (2)
где индексы “1” и “i” относятся, соответственно, к фиксированной галактике и ее соседям. По этим условиям, галактика со стандартным угловым диаметром ai считается изолированной, если все “значимые” по размеру соседи с угловыми диаметрами ai в интервале (2) находятся от нее на угловом расстоянии X1i не ближе, чем 20ai. Условия
(1) — (2) были применены к 27840 галактикам каталога CGCG [2], в котором представлены галактики северного полушария с видимыми фотографическими величинами mp < 15.7m. После визуального просмотра на картах Паломарского обзора неба POSS-I этих галактик и их окрестностей принятому критерию изолированности удовлетворили 1050 галактик на галактических широтах | b | >20°, что составило около 4% полного числа галактик CGCG.
С начала 2000-х гг. международный коллектив из Испании, США, Франции, Италии и Германии осуществляет долгосрочный проект AMIGA (http://www.iaa.es/AMIGA.html/). Целью проекта является изучение физических свойств наиболее изолированных галактик каталога КИГ и, особенно, межзвездной среды в них, с учетом наблюдательных данных, появившихся за последнее время. При этом эффективность критерия изолированности была проверена и подтверждена для большинства галактик КИГ.
В последние годы предпринимаются попытки создания новых каталогов изолированных галактик, в частности, на основе обзора SDSS [3]. Однако пока эти выборки охватывают лишь малую часть всего неба.
В настоящей работе мы представляем новый каталог изолированных галактик 2MIG, используя преимущества фотометрически однородного обзора 2MASS, который покрывает все северное и южное полушария.
2. ПОИСК ИЗОЛИРОВАННЫХ ГАЛАКТИК В ОБЗОРЕ 2MASS
Обзор Two Micron All-Sky Survey (2MASS)[4] был выполнен в трех полосах инфракрасного диапазона: J (1.11 —1.36 мкм), H (1.50—1.80 мкм), Ks (2.00—2.32 мкм). Он содержит около 2.6 миллиона протяженных источников со звездными величинами Ks ярче 14.5m. Из этого обзора было выделено 1.64 млн. галактик с Ks < 14.5m и угловыми
диаметрами более 10", которые составили 2MASS Extended Sources Catalog (XSC) [5]. Для объектов 2MASS XSC представлено большое число структурных и фотометрических параметров, определенных по единообразным процедурам, что обусловило его использование при создании ряда новых каталогов, например, каталога плоских галактик 2MFGC [6].
Для выделения изолированных галактик мы применяли к объектам каталога XSC 2MASS несколько модифицированные условия (1) и (2). Значение безразмерного “расстояния” до соседа X1i/ai = X1i/2ri в условии (1) было увеличено до s = 30, поскольку инфракрасные диаметры галактик в 2MASS систематически меньше, чем их стандартные оптические диаметры [7]. Так, для галактик каталога RFGC [8] мы получили, что медианное значение отношения стандартного синего диаметра к инфракрасному составляет a25/2r20fe = 1.5 при большом разбросе этого отношения у галактик разной структуры [9]. Таким образом, галактика “1” с K-величиной K20fe = Ks и изофотным K-диаметром ax = 2r20fe считалась изолированной, если для нее и любого ее значимого соседа выполнялись условия (1) и (2) при параметре s = 30. Проверяя изолированность галактики относительно ее возможных слабых спутников, мы применяли алгоритм выявления изолированных галактик ко всем галактикам-кандидатам с видимыми величинами в интервале
4.0m <Ks < 12.0m (3)
и угловыми диаметрами
ax > 30". (4)
Видимая величина Ks = 12.0m выбрана таким образом, чтобы она соответствовала пределу каталога КИГ для галактик с типичным показателем цвета B — Ks = 3.5m — 4.0m. При этом, до предельной звездной величины 2MASS обзора остается множество слабых галактик с Ks = 12.0m — 14.5m, которые участвуют в проверке условий изолированности. Ограничение по звездной величине на ярком конце обусловлено особенностями фотометрии в 2MASS самых протяженных ярких галактик [5]. Поскольку в каталог 2MASS XSC не включались объекты с угловыми диаметрами ax = 2r20fe < 10", то для выполнения условия (2) вблизи его нижнего предела необходимо было ограничить также и угловые размеры самих галактик-кандидатов в изолированные. Мы приняли для них минимальное значение диаметра, равное 30", при котором наша выборка остается еще достаточно представительной, хотя для галактик малых диаметров ax = 30"—■40" возникает некоторое рассогласование условий (2) и (4).
Автоматический отбор изолированных галактик выполнялся при помощи пакета Р1етро1 (http://leda.univ-lyon1.fr/
/pleinpot/pleinpot.html), разработанного для редукции и анализа астрономических данных. Для каждого объекта и его ближайшего значимого соседа из каталога 2МА8Х были фиксированы координаты, К8-величины и радиусы ак/2. На площадке 31° х 31° вокруг каждой из 51572 предполагаемых изолированных галактик выбирались все значимые по размеру соседи и определялись взаимные расстояния между фиксированной и соседней галактиками. Значимые соседи рассматриваемой галактики ранжировались по величине безразмерного расстояния в. Галактика классифицировалась как изолированная, если безразмерное расстояние всех ее значимых соседей превышало значение в = 30. Указанные выше площадки были выбраны с перекрытием в 1°, а общие изолированные галактики, попавшие на стыки соседних площадок, выявлялись и исключались. После применения автоматического алгоритма мы получили выборку из 4045 объектов, которые затем были подвергнуты визуальному просмотру.
Преимуществом обзора в ближнем инфракрасном диапазоне по сравнению с оптическими обзорами является его слабая зависимость от Галактического поглощения. К главным недостаткам 2МА88 обзора следует отнести малое время экспозиции (порядка 7 сек/объект), что сделало обзор нечувствительным к объектам низкой поверхностной яркости, особенно голубого цвета. В результате, в 2МА88 обзоре оказалось не представленным множество иррегулярных карликовых галактик, игнорирование которых может серьезно сказаться на изолированности галактики. Поэтому на втором этапе нашей работы мы предприняли визуальный осмотр окрестностей каждой из 4045 отобранных галактик на снимках Первого и Второго Паломарского обзора неба, обращая внимание на объекты, пропущенные в 2МА88.
Сначала среди 4045 протяженных объектов были выявлены объекты, оказавшиеся не галактиками, а планетарными туманностями, звездными скоплениями и кратными звездами ^ = 250). Их мы исключили из дальнейшего рассмотрения. Затем вокруг каждой из оставшихся 3795 галактик-кандидатов на площадках 088-1 размером от 20' х 20' до 60' х 60' (в зависмости от диаметра а1) измерялись оптические угловые диаметры соседних галактик и отмечались все значимые соседи согласно критерию Караченцевой (1) и (2). Галактику мы считали “очень изолированной”, если при осмотре окрестностей у нее не обнаруживалось значимых соседей ни в инфракрасном, ни в оптическом диапазонах. Всего таких
“2MASS Very Isolated Galaxies” (2MVIG) оказалось 2493, что составляет 4.8% среди галактик ярче Kg = 12.0m с диаметрами (ік > З0''. Если же на оптических снимках у галактики-кандидата находились значимые соседи, то мы дополнительно проверяли их лучевые скорости, используя базы данных LEDA и NED, а также каталоги пар и групп галактик [10, 11]. Среди 1302 галактик с одним или несколькими значимыми спутниками, обнаруженными на DSS, у 568 были отмечены соседи с лучевыми скоростями, близкими к скорости самой галактики-кандидата (AVh < 500 км/c). У остальных 734 предполагаемых изолированных галактик их значимые в проекции соседи не имеют измеренных лучевых скоростей. Значительная часть из них может пополнить список истинно изолированных галактик. К такому выводу мы пришли после сравнения лучевых скоростей галактики и ближайшего значимого соседа, а также по результатам наших измерений лучевых скоростей у соседей изолированных галактик Местного сверхскопления [12]. Объединенную выборку этих 734 галактик и 2493 галактик 2MVIG мы назвали каталогом 2MASS Isolated Galaxies, 2MIG. Условная схема построения выборок 2MIG и 2MVIG представлена на Рис. 1. Примеры изолированных галактик, отобранных в 2MASS и находящихся в различном окружении, показаны на Рис. 2a—2d. Репродукции извлечены из обзора DSS-1. Размер площадок 20' x 20', север вверху, восток слева. Галактики — кандидаты в изолированные — помещены в центре, соседи отмечены стрелками. Кратко поясним варианты, встретившиеся при оптической проверке предполагаемых изолированных галактик. Рис. 2a — галактика не имеет значимых соседей ни в 2MASS, ни в DSS обзорах. Рис. 2b — соседняя галактика не видна в 2MASS, но значима в DSS. Согласно приведенным лучевым скоростям, она относится к ближнему фону и не влияет на изолированность галактики-кандидата1. Рис. 2c — соседняя галактика не видна в 2MASS и значима в DSS. Из-за близости лучевых скоростей мы исключаем проверяемую галактику из списка изолированных. Рис. 2d — значимые в оптике соседние галактики не имеют оценок лучевых скоростей. В таком случае галактика-кандидат рассматривалась как возможно изолированная.
1К этой группе относится галактика 2MIG 938. Формально его ближайший значимый сосед из списка 2MASX расположен на расстоянии 2s = 65. Однако визуальный осмотр обнаруживает в контакте с KPG 123B другую галактику, KPG 123A, которая имеет сравнимые оптические размеры и детектирована как инфракрасный источник низкой поверхностной яркости в 2MASXi. Поскольку лучевые скорости этих галактик отличаются на 900 км/с или на 700 км/с по данным из NED и LEDA, соответственно, мы вправе считать KPG 123B изолированной галактикой.
Рис. 1. Схема отбора изолированных галактик.
Отметим, наконец, особый случай, когда галактика 2МЛБХ не имеет значимых соседей, однако в ее окрестностях встречаются карликовые объекты, “незначимые”, согласно критерию (1)—(2), но с лучевыми скоростями, близкими к скорости рассматриваемой галактики. Пример подобной системы показан на Рис. 2е (заметим, что в поле видны и другие голубоватые объекты, без измеренных лучевых скоростей). Формально мы считаем такие галактики изолированными. Системы, содержащие обособленную галактику, окруженную исключительно карликовыми спутниками, сами по себе представляют интерес с точки зрения их обилия и динамической эволюции. “Незначимые” спутники с близкими лучевыми скоростями обнаружены примерно у 5% галактик, входящих в 2МУЮ.
3. КАТАЛОГ ИЗОЛИРОВАННЫХ ГАЛАКТИК 2МІС
По соображениям, изложенным выше, в общий каталог изолированных галактик 2МІС (часть которого представлена в Таблице) были включены 3227 объектов, среди которых имеется подвыборка 2493 наиболее изолированных галактик, 2МУІС. Электронная версия каталога доступна по адресу ftp://cdsarc.u-strasbg.fr/pub/cats/VII/257.
В столбцах Таблицы приведены:
(1) порядковый номер в каталоге 2MIG;
(2) экваториальные координаты из 2MASS на эпоху J2000.0;
(3) имя галактики, приведенное в базе NED как основное. Если галактика не имела отождествлений в известных каталогах, тогда в столбце (3) она обозначалась как источник 2MASX с соответствующими координатами в столбце (2) либо номером PGC из базы данных LEDA;
(4) r20fe — угловой радиус (большая полуось) в угл.сек;
(5) Kg — звездная величина из 2MASS, соответствующая изофоте K20fe;
(6) 2s = X1i|ri — безразмерное “расстояние” между изолированной галактикой и ее ближайшим значимым соседом;
(7) гелиоцентрическая лучевая скорость (в км/с), взятая из базы данных LEDA или NED. Всего в 2MIG содержится 2328 галактик с измеренными лучевыми скоростями (72%), а в 2MVIG — 1775(71%);
(8) морфологический тип по цифровой шкале де Вокулера. Визуальные оценки морфологического типа для галактик каталога были сделаны по изображениям галактик на оптических обзорах DSS-1, DSS-2, SDSS с привлечением также JHK-изображений 2MASS для центральных
Рис. 2. Примеры изолированных галактик в различном окружении. Стрелками отмечены соседние галактики.
600 -
400 -
200 -
8 10 К, mag
Рис. 3. Распределения изолированных галактик и их ближайших соседей по ^-величине для галактик каталога 2MIG.
областей галактик. В зоне сильного поглощения на низких Галактических широтах | b I< 1Q0 типы определялись менее уверенно. Для эллиптических галактик всех подклассов мы приняли единое обозначение Т = —2, независимо от видимого сжатия галактики;
(9) число значимых соседей изолированной галактики, обнаруженных при дополнительном осмотре ее окрестностей на DSS-1; пробел относится к галактикам 2MVIG, у которых значимых соседей при оптическом просмотре не выявлено;
(10) комментарии, относящиеся к особенностям морфологии изолированной галактики, а также ее отождествления в NED с объектами КИГ, IRAS и каталогов активных и пекулярных галактик (Мар-каряна, Арпа-Мадоре и др.). Там же отмечено (Vc — companion with velocity) наличие незначимых спутников с близкими (AVh < 5QQ км/с) лучевыми скоростями.
Среди галактик 2MIG нами отождествлено 244 галактики КИГ, 1053 инфракрасных источника IRAS, 94 галактики из каталогов и списков активных галактик; среди объектов 2MVIG их имеется, соответственно, 227, 820 и 69. Значительная доля изолированных галактик обнаруживает такие особенности, как бар, кольцо, либо асимметричную (пекулярную) структуру.
4. 2MIG ГАЛАКТИКИ И ИХ ЗНАЧИМЫЕ СОСЕДИ
Сравним некоторые характеристики изолированных галактик 2MIG и их ближайших значимых соседей, найденных в обзоре 2MASS XSC.
На Рис. 3 приводятся дифференциальные распределения числа изолированных галактик каталога 2MIG и их ближайших значимых соседей по видимой величине К8. Выборка изолированных галактик характеризуется средней видимой величиной (К8) = 10.94т и стандартным отклонением ББ = 0.81т. Для выборки 2MVIG эти значения очень близки и составляют, соответственно, 10.90т и 0.84т. Распределения ближайших значимых соседей имеет заметно большую дисперсию и сдвиг в сторону более слабых видимых величин с параметрами (К) = 11.92т и ББ = 1.76т.
Индивидуальные разности видимых К8—величин (Рис. 4) между изолированными галактиками и их ближайшими соседями распределены асимметрично на интервале [—5.5т, +4.5т] с максимумом вблизи +2.0т. Около 1/3 галактик 2MIG имеют значимых соседей более ярких, чем сами изолированные галактики.
Дифференциальные распределения числа изолированных галактик и их ближайших значимых соседей по угловому диаметру ак (в сек. дуги) представлены на Рис. 5. Наличие в каталоге 2MASS XSC минимального углового диаметра
0.16 —і----------------------------------------------------------------------------------------------1-1-1-1-1-1-1-1-1-r
/((neighb)- K(gal), mag
Рис. 4. Распределения галактик 2MIG и 2MVIG по разности видимой величины для пары “ближайший значимый сосед — изолированная галактика”.
О 50 100 150 200 250 300
a, arcsec
Рис. 5. Распределения галактик 2М10 и их ближайших значимых соседей по угловому диаметру.
Рис. 6. Распределение ближайших соседей 3227 2М10-галактик по величине безразмерного параметра 2з.
■ • *•
1.8 2.0 2.2 |°д(а")
Рис. 7. Зависимость между видимой К-величиной и логарифмом углового диаметра для 3227 галактик каталога 2МЮ. Сплошной и пунктирной линиями обозначены “Кв — а” и “а — Кв" регрессии соответственно.
К, mag
Рис. 8. Зависимость “число галактик — видимая величина” 1 — для всех галактик 2MASS XSC (N = 1.6х106); 2 — для выборки 2MASS XSC с Ks < 12m ,aK > 30" (N = 51572); 3 — для каталога изолированных галактик 2MIG (N = 3227) и 4 — для выборки “истинно” или “very isolated” галактик 2MVIG (N = 2493). Прямые линии соответствуют однородному распределению log N(< Ks) х 0.6K.
галактик (ак)тт = 10" в сочетании с условием
(2) приводит к формальному требованию, чтобы в качестве кандидатов в изолированные рассматривались галактики с диаметрами ак > 40". Мы же ввели более мягкое ограничение ак > 30". Как видно из данных Рис. 5, использование условия ак > 40" привело бы к потере 1230 галактик, т.е. 38% нашей выборки.
Рис. 6 показывает распределение ближайших значимых соседей у 3227 2МЮ-галактик по величине безразмерного параметра 2в. Галактики каталога 2МІС имеют среднее значение (2в) =81.1, и стандартное отклонение БО = 21.3, а для галактик 2МУІС эти параметры равны, соответственно, (2в) = 81.9, БО = 21.8, т.е. отличаются незначимо.
5. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА 2МІС ВЫБОРКИ
Соотношение между видимой величиной К3 и логарифмом углового диаметра ак для 3227 2МІО-галактик представлено на Рис. 7. Оно характеризуется линией прямой регрессии (К8\а) = — 3.77а + 17.29 (сплошная
прямая) со стандартным отклонением SD = 0.49m; обратная регрессия (log a\Ks) = —0.17Ks + 3.53 показана пунктиром.
Рис. 8 воспроизводит зависимость интегрального числа галактик от видимой величины Ks для различных выборок: І— всех 1.65 миллиона 2MASS XSC галактик, участвовавших в проверке условий изолированности; 2 — 51572 галактик ярче Ks = 12.0m с угловыми диаметрами aK > 30'', которые подвергались проверке на изолированность; 3 — 3227 галактик 2MIG с Ks < 12.0m и a > 30'', вошедших в каталог изолированных; 4 — 2493 наиболее изолированных галактик выборки 2MVIG. Две параллельные прямые показывают однородное распределение с наклоном 0.6Ks. Как видно из этого рисунка, слабые протяженные галактики 2MASS обзора хорошо следуют однородному распределению, а избыток их числа на ярком конце (Ks < 9m) объясняется влиянием Местного сверхскопления. Из сравнения распределений І и 2 можно заключить, что введение ограничения ax > 30'' для галактик — кандидатов в изолированные с Ks < 12m.0 уменьшает их число примерно на 40%. Изолированные галактики всего каталога 2MIG и подвыборки 2MVIG хорошо со-
Рис. 9. Распределение по небу 3227 изолированных галактик в экваториальных (вверху) и галактических (внизу) координатах.
ответствуют однородному распределению, демонстрируя лишь некоторый недобор изолированных объектов среди ярких галактик (ожидаемый из-за влияния Местного сверхскопления). Таким образом, использованный нами критерий выделяет примерно одну и ту же долю изолированных объектов как среди близких, так и среди далеких галактик. Заметим, что выборка изолированных галактик, отобранных в обзоре БЭББ[3], обнаруживает сильную зависимость доли изолированных галактик от их видимой величины, т.е. она подвержена существенному эффекту избирательности.
Распределения 2МІС галактик на небе в
экваториальных и галактических координатах представлены на Рис. 9. Распределение выглядит вполне однородным, не показывая заметного избытка или же недостатка галактик в областях известных близких скоплений Virgo, Fornax или Coma. Средняя плотность числа изолированных галактик почти не меняется с галактической широтой, что подтверждает эффективность 2MASS обзора, который лишь в малой степени зависит от Галактического поглощения. Тем не менее, в направлении на центр Млечного пути (на галактических долготах l = ±30° и широтах b = ±7°) распределение 2MIG галактик обна-
0.08
0.06
О
г 0.04 0.02
5000 10000 15000 20000 25000
Уів, кт/э
Распределение 2МІО и 2МУІО галактик по лучевым скоростям Уьа.
0.25
0.20
в 0.15 г
2 0.10 0.05 0.00
0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00
Рис. 11. Распределение изолированных галактик по морфологическим типам: галактики КИГ из работы [16] и 2МІО галактики.
Е вО Ба БаЬ БЬ БЬс вс БссІ всі Эс1т 1т 1г
і------1------1------1------1-----1------1------г
И-----1----1----г
□ СЮ
і_І______і____и
І І І І І І І І І І І І І І І I
і і і і і і т
о
Рис. 10.
с:
Л
N
/ я
/ *
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
/ /
✓'
У77Л 2МУЮ. N=1775 12МЮ, N=2328
0.5
—I----1----1----1--1----1----1---1----1---1---1---1---1----Г
2МКЗ, N=2907
0.4 -
0.3 -
0.2 -
0.1 -
0.0
1 1
| н | II | н | II | II | н | н | II | II |
■х.
—8 —7 —6 —5 —4 —3 —2 —1 0 1 2 3 4 5 6 7
Т-\еол
Рис. 12. Сравнение оценок морфологических типов галактик 2МЮ, приведенных в нашей работе, с данными в базе LEDA.
О)
о
-2-10 1 2 3
4
т
5 6 7 8 9 10
Рис. 13. Зависимость “лучевая скорость — морфологический тип”. Линия соединяет медианные значения лучевой скорости внутри каждого типа.
руживает пустоты и сгущения, вызванные как межзвездным поглощением, так и высокой плотностью звездных изображений, формирующих иногда ложные 2МЛ88 ХБС-источники, принимаемые за галактики. По этим соображениям указанную область вблизи центра нашей Галактики следует исключать при строгом статистическом анализе 2МІС каталога.
Более 70% 2МІС галактик имеют измеренные лучевые скорости. Распределение 2328 изолированных галактик нашего каталога по лучевым скоростям относительно центроида Местной группы представлено на Рис. 10. Среди них 1775 галактик выборки 2МУІС отмечены штриховкой. Пик распределения приходится на 5000 км/с, а средняя лучевая скорость составляет 6570 км/с (2МІС) и 6360км/с (2МУІС). Таким образом, характерная глубина новой выборки изолированных галактик примерно соответствует глубине каталога КИГ (6624 км/с [13]). Заметим, что у ближайших значимых соседей 2МІС—галактик средняя лучевая скорость (12000 км/с) почти в два раза больше скорости самих изолированных галактик, т.е. большинство соседних в проекции галактик относятся к дальнему фону и не связаны с изолированными.
Распределение относительного числа 2МІС галактик по морфологическим типам представлено на нижней панели Рис. 11. Подвыборка более изолированных галактик 2МУІС помечена на ней штриховкой. Частота встречаемости разных морфологических типов в 2МІС и 2МУІС различается незначительно. Эллиптические и линзовидные галактики составляют около 19%, а относительное число иррегулярных галактик (Т = 9,10) не превышает 1%. Согласно первоначальным оценкам [14], относительное число Е и Б0 галактик
Таблица. Каталог изолированных галактик 2МІО
в КИГ равно 18%, что практически совпадает с их долей в 2MIG. Частота встречаемости иррегулярных галактик в КИГ — 10%, что на порядок выше, чем в новом каталоге. Недавно авторы работ [15] и [16] провели ревизию морфологических типов у галактик КИГ, используя для этого снимки Второго Паломарского обзора и Слоановского обзора. По данным [16], приведенным на верхней панели Рис. 11, E и S0 галактики в КИГ составляют 16%, а иррегулярные — 4%. Из сравнения верхней и нижней панелей Рис. 11 следует, что среди 2MIG галактик обилие эллиптических и линзовидных примерно такое же, как и в КИГ, однако частота встречаемости в 2MIG спиральных галактик ранних типов (Sa, Sab) заметно выше, чем в КИГ. Эти различия выглядят вполне ожидаемыми, если учесть малую чувствительность инфракрасного обзора к протяженным структурам голубого цвета и низкой поверхностной яркости, характерным для галактик поздних типов. Чтобы оценить точность определения морфологических типов галактик, мы сравнили наши определения с морфологическими типами 2907 2MIG галактик, приведенными в LEDA. Распределение разности двух независимых оценок представлено на Рис. 12. В 69% случаев определения различаются не более чем на один структурный тип. Однако иногда встречаются и большие различия. Значительные расхождения в оценке типов возникали, например, в тех случаях, когда голубая компактная галактика регулярной формы принималась за эллиптическую. Наличие инфракрасных изображений для всех 2MIG-галактик позволяло нам делать различия между BCG и E галактиками более уверенно.
2MIG RA,DEC(J2000) Название г кв 2s vh Т N Комментарии
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
1 00002508+0751138 UGC12892 23.7 11.12 66 2 Bar, ring
2 00005858-3336429 ES0349—017 21.6 11.55 61 6909 5 Vc
3 00015230+4020109 UGC12917 20.9 11.62 95 3 2 Bar, ring
4 00020314-4521288 PGC130018 17.9 11.51 76 11639 3
5 00030565-0154495 UGC00005 30.1 10.34 99 7296 4 1 Bar, HII, KIG1, IRAS
6 00034871-4337058 PGC262 18.8 11.73 74 9076 2 АМ0001-435
7 00041078-1313190 PGC941042 17.2 11.89 63 3 2
8 00050536-0705363 1C 1528 41.4 10.39 94 3768 3 2 HII
9 00051322-1130093 1C 1529 21.9 10.37 113 6751 0 2 Pec, ring
2MIG RA,DEC(J2000) Название г кв 2s vh Т N Комментарии
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
10 00054271-7542251 ES 0028-009 26.6 11.07 106 6042 4 1 IRAS
11 00081466+0746487 UGC00067 32.1 10.40 78 11833 2 Ring
12 00083428-1056579 MCG-02-01-028 20.5 11.84 101 9109 2 1 Bar, ring
13 00083453-3351299 NGC0010 56 9.48 67 6806 3 Bar, IRAS, Vc
14 00084249+3726523 NGC0011 43 9.98 181 4390 1 2 IRAS
15 00085471+2349009 NGC0009 22.2 11.80 125 4527 3 Pec, HII, KIG6, IRAS
16 00090246+2137279 NGC0015 26.9 10.42 64 6330 1 1
17 00090345-3254509 ES 0349-033 26 10.99 61 6892 3 2 IRAS
18 00090421+1055081 UGC00081 29.3 10.72 76 6674 3 3
19 00095654-2457472 NGC0024 83 9.22 147 554 5 IRAS
20 00101611+3206223 CGCG499—061 15.3 11.72 71 19372 3 1
21 00110081-1249206 IC0002 20.3 11.24 80 2 IRAS
22 00110634+0240406 CGCG382—030 21.4 11.58 72 12760 4 Ring, KIG7
23 00140398-2310555 NGC0045 49.3 10.07 79 466 8 Bar, IRAS
24 00141284+2245591 CGCG478—044 16.4 11.02 80 1 1
25 00144279-6019425 NGC0053 38.8 10.30 112 4572 2 Bar, ring
26 00145057-8659351 ES 0002-006 31.7 9.92 167 -2
27 00151647-5714412 ES0111-022 22 11.13 72 9800 3 Ring, Vc
28 00161479+1019565 UGC00151 23.9 10.36 84 5254 -2 KIG13
29 00165087-0516060 MCG-01-01-064 32.7 10.64 81 3943 1 1 Bar, LINER, HII, IRAS
30 00170507+4209410 UGC00158 19.1 11.69 65 5065 3
31 00170970-0342489 MCG-01-01-067 19.8 10.83 67 10959 -2
32 00175470-4755408 ES 0194-001 20.6 11.87 67 11450 5 1
33 00181211+1311321 MCG+02-01-031 24.2 10.99 92 4131 1 IRAS
34 00182395+4843543 UGC00171 21.5 10.54 62 5266 4 Pec, HII, IRAS
35 00194400-1407184 IC0009 15.3 11.36 87 12622 3 1 Ring, Sy2, HII, IRAS
36 00194874+2346214 1C 1540 28.3 10.85 65 5827 3 Bar
37 00200006-0620013 MCG-01-02-001 24.2 11.38 73 3709 2 Bar, pec
38 00214374-6142399 ES0112-001 29.2 11.16 61 5
39 00215111-0929321 МС G—02—02—005 20.8 11.37 113 6267 3 1 Ring, IRAS
40 00220122+4908003 CGCG549—038 23.5 10.95 74 5144 4 Pec, HII, IRAS
41 00223386-0829109 МС G—02—02—007 21.9 11.07 110 5692 4 1
42 00231109-5937029 ES0111-026 17 11.36 102 2 1
2MIG RA,DEC(J2000) Название г кв 2s vh Т N Комментарии
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
43 00233603+2051113 UGC00225 17 11.28 78 1 1
44 00235461-3232103 NGC0101 32.9 10.77 122 3383 5 Bar, НИ, IRAS
45 00243651-1357229 NGC0102 28.8 10.74 63 7332 0 Bar, ring
46 00245879+4339459 UGC00236 17.4 10.76 94 5104 -2 KIG20
47 00250335+3120411 UGC00238 33.9 10.57 78 6766 4 1 LINER, IRAS
48 00252991+4555181 UGC00243 57.8 9.61 78 5076 3 IRAS, Vc
49 00260321-0720047 PGC172039 15.1 11.29 66 15888 0 1
50 00261744-0429323 MCG-01-02-014 31.2 10.98 92 3983 2 Bar, pec, HII, IRAS
51 00262976-6003220 PGC127809 21.4 11.33 83 4749 3 1 AM0024-602, IRAS
52 00265513-4438186 ES 0242-009 16.1 11.80 64 9 2
53 00265761-5658408 NGC0119 27.3 10.00 71 7430 -2
54 00272276+1050542 UGC00266 18.5 11.33 61 1 2
55 00281783-0929343 МС G—02—02—020 18.8 11.91 61 16959 3
56 00290063-0819062 МС G—02—02—025 15.2 11.24 68 6110 0
57 00291681+5319125 PGC2437721 18.5 11.05 82 1
58 00294166-5131145 ES 0194-021 35.9 9.12 123 3496 -2
59 00294368+2128365 1C 1552 27.9 10.99 100 5600 5 KIG23, IRAS
60 00300543-6013492 PGC143541 18.8 11.36 81 11923 1
61 00302865+0551405 CGCG409—021 19.4 11.10 64 7087 0
62 00304038-2842454 ES0410—015 22.6 10.99 64 7307 1 Vc
63 00304382-5900258 ES0112-006 15.5 11.44 72 8642 2 1 IRAS
64 00313584+1436442 UGC00316 26 11.51 66 11432 6 Vc
65 00314682+6817323 PGC137056 16.4 11.69 62 5
66 00324265-1119054 МС G—02—02—049 44.6 10.35 62 4031 5 IRAS
67 00331028-1308462 МС G—02—02—051 15.8 11.81 64 6179 4 Bar, ring, IRAS
68 00333080+2254100 CGCG479—039 15.8 11.48 98 4599 0 KIG27, IRAS
69 00342461+1216066 IC0031 32.4 10.37 79 9515 2 1
70 00344675-0823473 NGC0157 95.5 7.68 65 1673 4 Bar, IRAS
71 00345798-5133233 PGC129232 20.6 11.85 71 4 2
72 00360908+5522418 PGC137012 21.2 11.35 64 3
73 00372152-1956032 NGC0171 64.5 9.39 62 3884 2 Bar, ring, VV791 A, IRAS
74 00373987+1021287 IC0035 20 11.13 95 4587 6 2 KIG30
75 00375565+0454408 CGCG409-049 26.4 11.25 75 8489 5 IRAS, Vc
2MIG RA,DEC(J2000) Название г кв 2s vh Т N Комментарии
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
76 00375769+0838068 NGC0180 55.2 9.73 69 5279 4 1 Bar, IRAS
77 00382373+1502223 UGC00386 16.3 11.18 64 5376 1 MRK343, IRAS, Vc
78 00383973+1724113 UGC00393 19.2 11.38 91 5432 3 Vc
79 00391554-4304315 ES 0242-023 34.3 10.72 67 4026 5 Pec, IRAS
80 00393031+2304220 CGCG479—053 16.6 11.55 60 2 1
81 00393535-4717285 2MFGC472 15.7 11.86 82 3 1
82 00403145-4559074 ES 0242-024 31.3 10.39 99 3695 1 Bar, IRAS
83 00410364+3143576 UGC00433 50.8 10.22 89 4654 5 IRAS
84 00411934+6855542 PGC137148 15.6 11.80 98 3 1
85 00432575-5010580 NGC0238 53.1 10.06 96 8614 3 Bar, ring, IRAS, Vc
86 00433238+1420334 NGC0234 34.4 9.62 151 4457 5 1 IRAS
87 00441293-1235316 МС G—02—03—004 20.3 11.15 84 6784 0 1 IRAS
88 00450202-6045373 ES0112-009 18.7 10.92 83 10500 0 1
89 00454643-1535487 NGC0244 18 11.32 81 941 9 VV728
90 00471276+2908110 2MFGC00567 16.5 11.34 71 5706 2 IRAS, Vc
91 00475430+6807433 2MFGC574 37 10.86 96 5
92 00480150+0817494 NGC0257 40.3 9.66 78 5276 4 1 IRAS
93 00484212-4040202 2MFGC00586 20.1 11.96 97 10038 5
94 00484744-4609041 PGC130104 15.4 11.60 61 15860 0 1
95 00493452-4652279 ES 0243-002 20.2 11.62 112 8886 5
96 00493887+2255564 UGC00506 24.6 10.33 79 7462 -2
97 00494975-3520031 ES0351—010 18.8 11.63 92 4 1
98 00500923-1326404 PGC937908 16.9 11.67 93 1 2
99 00500956-0511376 NGC0268 32 10.58 87 5477 4 Bar, IRAS
100 00501956+6702517 PGC2796450 22.3 10.64 92 0
101 00502252+1142376 UGC00513 16.3 11.86 66 11901 3 1
102 00513111-3739192 МС G—06—03—001 16.8 11.10 75 7005 0 1
103 00521377+4419514 UGC00530 25.4 10.74 99 5331 1 1
104 00533211-5806256 1C 1597 21 11.93 67 5053 3 2 Bar, pec, ring
105 00543974-6317016 ES0079—010 21.5 11.30 67 5662 5 2 IRAS
106 00544282+2131215 1C 1596 18.9 11.63 90 2675 3 1 KIG39
107 00544941+1032160 UGC00558 21.8 11.41 96 11731 1 KIG40
108 00550242-1340415 IC0058 16.8 11.11 66 6292 -2 Vc
2MIG RA,DEC(J2000) Название Г кв 2s vh Т N Комментарии
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
109 00554165+4902072 CGCG550—018 19.4 11.24 67 1
110 00565241-3157466 NGC0314 20.2 10.79 64 5615 0 Bar, ring, IRAS, Vc
Приведенные выше частоты встречаемости галактик разных типов в 2MIG и КИГ относятся к каталожным выборкам. В фиксированном объеме эти частоты могут быть иными, поскольку галактики разных типов имеют различные светимости. На Рис. ІЗ представлены лучевые скорости 2MIG-галактик в зависимости от их морфологического типа. Как видим, у галактик типов от E до Sc медианная лучевая скорость приблизительно одинакова, около 56GG км/с, у более поздних типов она уменьшается и составляет для Im + Ir галактик всего порядка SGG км/с. Этот тренд лучевой скорости отражает изменение средней инфракрасной светимости вдоль морфологической последовательности типов. Поскольку иррегулярные галактики попадают в каталог из объема примерно в 300 раз меньшего, чем галактики типов E — Sc, то их представительство в единичном объеме должно быть гораздо выше каталожного. Это очевидное соображение подтверждается данными нового каталога изолированных галактик в Местном сверхскоплении [І7]. Здесь в выборке, ограниченной лучевой скоростью галактик, относительное число иррегулярных галактик достигает 3G%.
6. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
Мы выполнили автоматический поиск изолированных галактик среди протяженных источников инфракрасного обзора Two Micron All Sky Survey (2MASS XSC), имеющих звездные величины Ks в интервале 4.Gm < Ks < 12.Gm и инфракрасные угловые диаметры aK > 3G".
Для проверки изолированности было использовано более полутора миллионов объектов 2MASS XSC с видимыми величинами Ks < 14m.5. Из полученной выборки 4045 кандидатов в изолированные галактики были исключены объекты, оказавшиеся планетарными туманностями или звездными скоплениями (N = 25G). Поскольку 2MASS обзор нечувствителен к голубым галактикам низкой поверхностной яркости, мы провели осмотр окрестностей каждой галактики-кандидата на цифровых оптических обзорах неба POSS-I, POSS-II и SDSS. В результате мы нашли 249З особо изолированные галактики, которые
не имеют значимых по критерию Караченцевой спутников также и в оптическом диапазоне (выборка 2MVIG). Использование доступных нам данных о лучевых скоростях обнаружило 567 галактик, которые не являются изолированными, поскольку имеют значимых спутников или же входят в состав групп. Оставшаяся часть галактик без лучевых скоростей (N = 734) вместе с выборкой 2MVIG образовала сводный каталог изолированных галактик (2MIG) с общим числом объектов N = 3227.
Распределение 2MIG галактик на небе выглядит достаточно равномерным, не показывая заметного избытка или недостатка числа галактик в областях близких скоплений и групп. Среди галактик ярче Ks = 12m.G с диаметрами aK > 3G" изолированные галактики нашего каталога составляют около 6%, причем обилие 2MIG галактик оказывается примерно одинаковым как среди ярких, так и среди слабых (далеких) галактик. Средняя лучевая скорость изолированных галактик равна 6500 км/с, что делает 2MIG выборку сравнимой по глубине с каталогом оптически изолированных галактик КИГ [І]. В новом каталоге изолированные E и S0 галактики составляют примерно такую же долю (19%), что и в КИГ (16—18%), однако спиральные галактики поздних типов и иррегулярные галактики представлены в 2MIG в существенно меньшей пропорции.
Представленный каталог может рассматриваться как однородная опорная выборка для изучения влияния окружения на структуру и эволюцию галактик.
БЛАГОДАРНОСТИ
Авторы признательны Д. И. Макарову за ценные обсуждения и помощь в работе с пакетом the Pleinpot environment. В работе были использованы цифровые обзоры неба DSS (http://archive.eso.org/dss/dss), SDSS
(http://www.sdss.org), а также базы данных HYPERLEDA (http://leda.univ-lyon1.fr/)
и NED (http://nedwww.ipac.caltech.edu/). Ольга Мельник выражает благодарность Бельгийскому департаменту по научной политике (Belgian Science Policy) за финансовою поддержку.
Работа частично поддержана грантами РФФИ: № 06—02—04017—ННИО-а, № 07-02-00005-а и №09—02—90414-Укр-ф-а, а также ГФФИ МОН Украины Ф28.2.059.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. В. Е. Караченцева, Сообщения САО 8, 3 (1973).
2. F. Zwicky, E. Herzog, P. Wild, M. Karpovicz, and C. T. Koval, Catalogue of Galaxies and Clasters of Galaxies, v. I—VI (California Institute of Technology, 1961-1968).
3. S. S. Allam, D. L. Tucker, B. C. Lee, and J. A. Smith, Astronom. J. 129, 2062 (2005).
4. M. F. Skrutskie, S. E. Schneider, R. Steining, et al., in The Impact of Large Scale Near-IR Sky Surveys, Ed. by F. Garzon et al. (Netherlands: Kluver, 1997), p.25.
5. T. N. Jarrett, T. Chester, R. Cutri, et al., Astronom. J. 119,2498(2000).
6. S. N. Mitronova, I. D. Karachentsev, V. E. Karachentseva, et al., Bull. Spec. Astrophys. Obs. 57,5(2004).
7. T. N. Jarrett, T. Chester, R. Cutri, et al., Astronom. J. 125, 525 (2003).
8. I. D. Karachentsev, V. E. Karachentseva, Yu. N. Kudrya, et al., Bull. Spec. Astrophys. Obs. 47, 5(1999).
9. I. D. Karachentsev, S. N. Mitronova, V. E. Karachentseva, et al., Astronom. and Astrophys. 396,431 (2002).
10. I. D. Karachentsev and D. I. Makarov, Astrophysical Bulletin 63, 299 (2009).
11. D. I. Makarov and I. D. Karachentsev, Astrophysical Bulletin 64, 24 (2009).
12. O. B. Мельник, В. Е. Караченцева, И. Д. Караченцев и др., Астрофизика 52, 203 (2009).
13. S. Verley, S. C. Odewahn, L. Verdes-Montenegro, et al., Astronom. and Astrophys. 470, 505 (2007).
14. И. Д. Караченцев и В. Е. Караченцева, Астрон. ж. 51,724(1974).
15. J. W. Sulentic, L. Verdes-Montenegro, G. Bergond, et al., Astronom. and Astrophys. 449, 937 (2006).
16. H. M. Hernandes-Toledo, J. A. Vazquez-Mata, L. A. Martinez-Vazquez, et al., Astronom. J. 136, 2115(2008).
17. I. D. Karachentsev, D. I. Makarov, V. E. Karachentseva, and O. V. Melnyk, in Galaxies in Isolation: Exploring Nature vs. Nurture (astro-ph/0907.4693).
CATALOG OF ISOLATED GALAXIES SELECTED FROM THE 2MASS SURVEY
V. E. Karachentseva, S. N. Mitronova, O. V. Mel’nik, I. D. Karachentsev
We search for isolated galaxies based on the automatic identification of isolated sources from the Two Micron All-Sky Survey (2MASS) followed by a visual inspection of their surroundings. We use the modified Karachentseva criterion to compile a catalog of 3227 isolated galaxies (2MIG), which contains 6% of 2MASS Extended Sources Catalog (or 2MASX) sources brighter than Ks = 12m with angular diameters aK > 30". The catalog covers the entire sky and has an effective depth of z~ 0.02. The 2493 very isolated objects of the catalog, which we include into the 2MVIG catalog, can be used as a reference sample to investigate the effects of the environment on the structure and evolution of galaxies located in regions with extremely low density of matter.
Keywords: galaxies, groups and clusters of galaxies
