АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ, 2024, том 79, № 2, страницы 226–239
К ТЕОРИИ ФОРМИРОВАНИЯ АСИММЕТРИЧНЫХ СПИРАЛЬНЫХ ГАЛАКТИК
© 2024
К. Т. Миртаджиева1,2*, С. Н. Нуритдинов2, А. У. Омонов2,3
1Астрономический институт АН РУз, Ташкент, 100052 Узбекистан
2Национальный университет Узбекистана им. Мирзо Улугбека, Ташкент, 100174 Узбекистан
3Институт фундаментальных и прикладных исследований Национального исследовательского университета ТИИИМСХ, Ташкент, 100000 Узбекистан
*E-mail: mkt1959@mail.ru
2Национальный университет Узбекистана им. Мирзо Улугбека, Ташкент, 100174 Узбекистан
3Институт фундаментальных и прикладных исследований Национального исследовательского университета ТИИИМСХ, Ташкент, 100000 Узбекистан
*E-mail: mkt1959@mail.ru
УДК 524.7-56-17
Поступила в редакцию 17 августа 2023 года; после доработки 11 сентября 2023 года; принята к публикации 5 марта 2024 года
В данной работе явление лопсайдности, связанное с наблюдаемым эффектом смещения ядра спиральной галактики от ее геометрического центра, объясняется гравитационной неустойчивостью отдельных мод возмущения. Главными из них являются моды возмущений с радиальным волновым числом N = 3 и N = 5, где азимутальный индекс m = 1. В отличие от других авторов, явление неустойчивости асимметричности исследовано нами на фоне нестационарной модели нелинейно пульсирующего диска. Выявлены механизмы и критерии происхождения явления смещения ядра в спиральных галактиках. Кроме того, для определения зависимости данного эффекта от геометрии гравитирующей системы нами проведен анализ лопсайдных мод возмущений в рамках сферической нестационарной модели.
Ключевые слова:
неустойчивости — методы: численные — галактики: диск — галактики: формирование
ФинансированиеСписок литературы
Работа финансировалась за счет средств бюджета институтов.
Список литературы
1. D. Andersen and M. A. Bershady, ASP Conf. Ser., 275, 39 (2002). DOI:10.48550/arXiv.astro-ph/0201406
2. R. A. Angiras, C. J. Jog, K. S. Dwarakanath, and M. A. W. Verheijen, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 378 (1), 276 (2007). DOI:10.1111/j.1365-2966.2007.11779.x
3. R. A. Angiras, C. J. Jog, A. Omar, and K. S. Dwarakanath, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 369 (4), 1849 (2006). DOI:10.1111/j.1365-2966.2006.10418.x
4. V. A. Antonov, Trudy Astronomicheskoj Observatorii Leningrad 32 (52), 79 (1976).
5. J. E. Baldwin, D. Lynden-Bell, and R. Sancisi, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 193, 313 (1980). DOI:10.1093/mnras/193.2.313
6. J. Binney and S. Tremaine, Galactic dynamics (Princeton University Press, Princeton, N.J., 1987).
7. G. S. Bisnovatyi-Kogan, Astrophysics 35 (2-3), 410 (1993). DOI:10.1007/BF01003996
8. G. S. Bisnovatyj-Kogan and Y. B. Zel’dovich, Astrofizika 6, 387 (1970).
9. F. Bournaud, F. Combes, C. J. Jog, and I. Puerari, Astron. and Astrophys. 438 (2), 507 (2005a). DOI:10.1051/0004-6361:20052631
10. F. Bournaud, C. J. Jog, and F. Combes, Astron. and Astrophys. 437 (1), 69 (2005b). DOI:10.1051/0004-6361:20042036
11. G. L. Camm, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 112, 155 (1952). DOI:10.1093/mnras/112.2.155
12. D. Christlein and D. Zaritsky, Astrophys. J. 680 (2), 1053 (2008). DOI:10.1086/587468
13. D. Espada, L. Verdes-Montenegro, W. K. Huchtmeier, et al., Astron. and Astrophys. 532, id. A117 (2011). DOI:10.1051/0004-6361/201016117
14. A. M. Fridman and V. L. Polyachenko, Physics of gravitating systems, Vol. I, Equilibrium and stability (Springer Berlin, Heidelberg, 1984). DOI:10.1007/978-3-642-87830-5
15. A. B. Heller, N. Brosch, E. Almoznino, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 316 (3), 569 (2000). DOI:10.1046/j.1365-8711.2000.03532.x
16. T. H. Jarrett, T. Chester, R. Cutri, et al., Astron. J. 125 (2), 525 (2003). DOI:10.1086/345794
17. C. J. Jog, Astrophys. J. 488 (2), 642 (1997). DOI:10.1086/304721
18. C. J. Jog, Astron. and Astrophys. 391, 471 (2002). DOI:10.1051/0004-6361:20020832
19. C. J. Jog and F. Combes, Physics Reports 471 (2), 75 (2009). DOI:10.1016/j.physrep.2008.12.002
20. C. J. Jog and A. Maybhate, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 370 (2), 891 (2006). DOI:10.1111/j.1365-2966.2006.10529.x
21. I. G. Malkin, Theory of stability of motion (United States Atomic Energy Commission, 1952). DOI:10.1093/mnras/112.2.155
22. K. T. Mirtadjieva, S. N. Nuritdinov, J. K. Ruzibaev, and M. Khalid, Astrophysics 54 (2), 184 (2011). DOI:10.1007/s10511-011-9171-z
23. E. Noordermeer, L. S. Sparke, and S. E. Levine, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 328 (4), 1064 (2001). DOI:10.1046/j.1365-8711.2001.04924.x
24. S. Nuritdinov, Astron. Zh. 68, 763 (1991).
25. С. Н. Нуритдинов, Нелинейные модели и физика неустойчивости неравновесных бесстолкновительных самогравитирующих систем, автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук (SPBU, Saint-Petersburg, 1993).
26. S. N. Nuritdinov, K. T. Mirtadjieva, and M. Sultana, Astrophysics 51 (3), 410 (2008). DOI:10.1007/s10511-008-9027-3
27. С. Н. Нуритдинов, Нелинейные волны и колебания в самогравитирующих дискообразных системах (TURON-IQBOL, Ташкент, 2023). S. N. Nuritdinov, Nonlinear waves and oscillations in self-gravitating disk-shaped systems (TURON-IQBOL, Tashkent, 2023).
28. H. V. Peiris and S. Tremaine, Astrophys. J. 599 (1), 237 (2003). DOI:10.1086/378638
29. T. Reichard, T. Heckman, J. Lotz, and R. Somerville, Bull. Amer. Astron. Soc. 42, 238 (2010).
30. T. A. Reichard, T. M. Heckman, G. Rudnick, et al., Astrophys. J. 677 (1), 186 (2008). DOI:10.1086/526506
31. T. A. Reichard, T. M. Heckman, G. Rudnick, et al., Astrophys. J. 691 (2), 1005 (2009). DOI:10.1088/0004-637X/691/2/1005
32. K. Saha, F. Combes, and C. J. Jog, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 382 (1), 419 (2007). DOI:10.1111/j.1365-2966.2007.12382.x
33. T. S. Statler, Astron. J. 121 (1), 244 (2001). DOI:10.1086/318047
34. R. A. Swaters, R. H. M. Schoenmakers, R. Sancisi, and T. S. van Albada, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 304 (2), 330 (1999). DOI:10.1046/j.1365-8711.1999.02332.x
35. R. A. Swaters, T. S. van Albada, J. M. van der Hulst, and R. Sancisi, Astron. and Astrophys. 390, 829 (2002). DOI:10.1051/0004-6361:20011755
36. J. van Eymeren, E. J ¨utte, C. J. Jog, et al., Astron. and Astrophys. 530, id. A29 (2011a). DOI:10.1051/0004-6361/201016177
37. J. van Eymeren, E. J ¨utte, C. J. Jog, et al., Astron. and Astrophys. 530, id. A30 (2011b). DOI:10.1051/0004-6361/201016178
38. M. D. Weinberg, Astrophys. J. 455, L31 (1995). DOI:10.1086/309803
39. X. Wu, H. Zhao, and B. Famaey, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2010 (6), id. 010 (2010). DOI:10.1088/1475-7516/2010/06/010
40. D. Zaritsky and H.-W. Rix, Astrophys. J. 477 (1), 118 (1997). DOI:10.1086/303692
2. R. A. Angiras, C. J. Jog, K. S. Dwarakanath, and M. A. W. Verheijen, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 378 (1), 276 (2007). DOI:10.1111/j.1365-2966.2007.11779.x
3. R. A. Angiras, C. J. Jog, A. Omar, and K. S. Dwarakanath, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 369 (4), 1849 (2006). DOI:10.1111/j.1365-2966.2006.10418.x
4. V. A. Antonov, Trudy Astronomicheskoj Observatorii Leningrad 32 (52), 79 (1976).
5. J. E. Baldwin, D. Lynden-Bell, and R. Sancisi, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 193, 313 (1980). DOI:10.1093/mnras/193.2.313
6. J. Binney and S. Tremaine, Galactic dynamics (Princeton University Press, Princeton, N.J., 1987).
7. G. S. Bisnovatyi-Kogan, Astrophysics 35 (2-3), 410 (1993). DOI:10.1007/BF01003996
8. G. S. Bisnovatyj-Kogan and Y. B. Zel’dovich, Astrofizika 6, 387 (1970).
9. F. Bournaud, F. Combes, C. J. Jog, and I. Puerari, Astron. and Astrophys. 438 (2), 507 (2005a). DOI:10.1051/0004-6361:20052631
10. F. Bournaud, C. J. Jog, and F. Combes, Astron. and Astrophys. 437 (1), 69 (2005b). DOI:10.1051/0004-6361:20042036
11. G. L. Camm, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 112, 155 (1952). DOI:10.1093/mnras/112.2.155
12. D. Christlein and D. Zaritsky, Astrophys. J. 680 (2), 1053 (2008). DOI:10.1086/587468
13. D. Espada, L. Verdes-Montenegro, W. K. Huchtmeier, et al., Astron. and Astrophys. 532, id. A117 (2011). DOI:10.1051/0004-6361/201016117
14. A. M. Fridman and V. L. Polyachenko, Physics of gravitating systems, Vol. I, Equilibrium and stability (Springer Berlin, Heidelberg, 1984). DOI:10.1007/978-3-642-87830-5
15. A. B. Heller, N. Brosch, E. Almoznino, et al., Monthly Notices Royal Astron. Soc. 316 (3), 569 (2000). DOI:10.1046/j.1365-8711.2000.03532.x
16. T. H. Jarrett, T. Chester, R. Cutri, et al., Astron. J. 125 (2), 525 (2003). DOI:10.1086/345794
17. C. J. Jog, Astrophys. J. 488 (2), 642 (1997). DOI:10.1086/304721
18. C. J. Jog, Astron. and Astrophys. 391, 471 (2002). DOI:10.1051/0004-6361:20020832
19. C. J. Jog and F. Combes, Physics Reports 471 (2), 75 (2009). DOI:10.1016/j.physrep.2008.12.002
20. C. J. Jog and A. Maybhate, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 370 (2), 891 (2006). DOI:10.1111/j.1365-2966.2006.10529.x
21. I. G. Malkin, Theory of stability of motion (United States Atomic Energy Commission, 1952). DOI:10.1093/mnras/112.2.155
22. K. T. Mirtadjieva, S. N. Nuritdinov, J. K. Ruzibaev, and M. Khalid, Astrophysics 54 (2), 184 (2011). DOI:10.1007/s10511-011-9171-z
23. E. Noordermeer, L. S. Sparke, and S. E. Levine, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 328 (4), 1064 (2001). DOI:10.1046/j.1365-8711.2001.04924.x
24. S. Nuritdinov, Astron. Zh. 68, 763 (1991).
25. С. Н. Нуритдинов, Нелинейные модели и физика неустойчивости неравновесных бесстолкновительных самогравитирующих систем, автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук (SPBU, Saint-Petersburg, 1993).
26. S. N. Nuritdinov, K. T. Mirtadjieva, and M. Sultana, Astrophysics 51 (3), 410 (2008). DOI:10.1007/s10511-008-9027-3
27. С. Н. Нуритдинов, Нелинейные волны и колебания в самогравитирующих дискообразных системах (TURON-IQBOL, Ташкент, 2023). S. N. Nuritdinov, Nonlinear waves and oscillations in self-gravitating disk-shaped systems (TURON-IQBOL, Tashkent, 2023).
28. H. V. Peiris and S. Tremaine, Astrophys. J. 599 (1), 237 (2003). DOI:10.1086/378638
29. T. Reichard, T. Heckman, J. Lotz, and R. Somerville, Bull. Amer. Astron. Soc. 42, 238 (2010).
30. T. A. Reichard, T. M. Heckman, G. Rudnick, et al., Astrophys. J. 677 (1), 186 (2008). DOI:10.1086/526506
31. T. A. Reichard, T. M. Heckman, G. Rudnick, et al., Astrophys. J. 691 (2), 1005 (2009). DOI:10.1088/0004-637X/691/2/1005
32. K. Saha, F. Combes, and C. J. Jog, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 382 (1), 419 (2007). DOI:10.1111/j.1365-2966.2007.12382.x
33. T. S. Statler, Astron. J. 121 (1), 244 (2001). DOI:10.1086/318047
34. R. A. Swaters, R. H. M. Schoenmakers, R. Sancisi, and T. S. van Albada, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 304 (2), 330 (1999). DOI:10.1046/j.1365-8711.1999.02332.x
35. R. A. Swaters, T. S. van Albada, J. M. van der Hulst, and R. Sancisi, Astron. and Astrophys. 390, 829 (2002). DOI:10.1051/0004-6361:20011755
36. J. van Eymeren, E. J ¨utte, C. J. Jog, et al., Astron. and Astrophys. 530, id. A29 (2011a). DOI:10.1051/0004-6361/201016177
37. J. van Eymeren, E. J ¨utte, C. J. Jog, et al., Astron. and Astrophys. 530, id. A30 (2011b). DOI:10.1051/0004-6361/201016178
38. M. D. Weinberg, Astrophys. J. 455, L31 (1995). DOI:10.1086/309803
39. X. Wu, H. Zhao, and B. Famaey, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 2010 (6), id. 010 (2010). DOI:10.1088/1475-7516/2010/06/010
40. D. Zaritsky and H.-W. Rix, Astrophys. J. 477 (1), 118 (1997). DOI:10.1086/303692
On the Theory of Formation of Lopsided Spiral Galaxies
© 2024
K. T. Mirtajieva1*, S. N. Nuritdinov2, and A. U. Omonov2,3
1Astronomical Institute of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Tashkent, 100052 Uzbekistan
2National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Tashkent, 100174 Uzbekistan
3Institute of Fundamental and Applied Research, National Research University TIIAME, Tashkent, 100000 Uzbekistan
*E-mail: mkt1959@mail.ru
2National University of Uzbekistan named after Mirzo Ulugbek, Tashkent, 100174 Uzbekistan
3Institute of Fundamental and Applied Research, National Research University TIIAME, Tashkent, 100000 Uzbekistan
*E-mail: mkt1959@mail.ru
In this paper, the phenomenon of lopsidedness associated with the observed effect of displacement of the core of a spiral galaxy from its geometric center is explained by the gravitational instability of individual perturbation modes. The main ones are perturbation modes with radial wave numbers N = 3 and N = 5, where the azimuthal index is m = 1. Unlike other authors, we studied the lopside instability phenomenon against the background of a non-stationary model of a nonlinearly pulsating disk. The mechanisms and criteria for the origin of the phenomenon of displacement of the core in spiral galaxies are revealed. In addition, to determine the dependence of this effect on the geometry of the gravitating system, we also carried out an analysis of lopsided perturbation modes in the framework of a spherical nonstationary model.
Keywords:
instabilities — methods: numerical — galaxies: disk — galaxies: formation
К содержанию номера