next up previous
Следующий: 3.3.3 Результаты численных вычислений Вверх: 3.3 Направление вектора углового Предыдущий: 3.3.1.2 Спиральная галактика M31


3.3.2 Входные параметры

В обсуждаемой проблеме есть два типа симметрии: симметрия распределения газа относительно плоскости галактики и цилиндрическая симметрия относительно оси вращения галактики. Эти симметрии изменяют угол ориентации $\varphi$ для дыры с полярным углом $\theta$ на $180^{\circ}-\varphi'$ для случая противоположного направления вектора углового момента вращения галактики, и приводят к идентичности проекций оболочек (то есть к равенству их углов $\varphi$) для полярных углов $\theta$ и $180^{\circ}+ \theta$. (Здесь угол $\varphi'$ -- угол ориентации, симметричный относительно линии узлов, для дыры с полярным углом $\theta'=-\theta$). Данные симметрии позволяют выполнить расчеты лишь для полярных углов $-90^{\circ}<\theta \le 90^{\circ}$ и только одного направления галактического спина ($i' = i$), и затем расширить результаты на полный диапазон полярных углов $0^{\circ} \le \theta < 360^{\circ}$ и для другого возможного направления галактического спина ( $i' = 180^{\circ}-i$).

Численные расчеты эволюции сверхоболочек в галактике HoII были выполнены для трех значений галактоцентрического расстояния: $R=2$ кпс, 4 кпс и 6 кпс. Предполагалось, что OB-ассоциации с мощностью (0.1 и 0.3) $\times 10^{38}$ эрг/с располагаются в плоскости галактики. Такая мощность соответствует приблизительно 10-30 вспышкам сверхновых за время жизни OB-ассоциации, которое принималось равным 30 млн. лет. Были рассчитаны изображения проекций оболочек для восемнадцати значений полярного угла $\theta=-80^{\circ},-70^{\circ},\ldots , 90^{\circ}$, с шагом по времени 20 млн. лет при полном времени эволюции 80 млн. лет. К концу эволюции размеры оболочек в $Z$-направлении достигают $\sim 2.6$ кпс. Максимальный диаметр полученных дыр приближается к 1.7 кпс, а отношение малой к большой оси варьируется в пределах $0.5 \le b/a \le 0.9$.

Таким образом, теоретические карты распределения лучевой концентрации HI в картинной плоскости и углы $\varphi$, определяющие ориентацию дыр, были рассчитаны для 432 оболочек с различными возрастами, мощностями исходной OB-ассоциации и с различным расположением в галактике. Эти результаты были расширены на полный набор полярных углов $\theta$, и на случай противоположного направления вектора углового момента вращения галактики. Всего это дает 1728 вариантов направления больших осей дыр. Такая процедура была проделана для четырех значений угла наклона галактики $i = 40^{\circ}, 50^{\circ}, 60^{\circ}$ и $80^{\circ}$, что в сумме дает 6912 вариантов ориентаций дыр.

В случае галактики М31 OB-ассоциации и HI дыры сконцентрированы в относительно узком диапазоне галактоцентрических расстояний. Вследствие этого расчеты эволюции сверхоболочек были выполнены только для двух расстояний от центра галактики: $R=10$ кпс и 15 кпс. Предполагалось, что OB-ассоциации располагаются в плоскости галактики, и имеют мощность в пределах (0.25, 0.5 и 1.0) $\times 10^{38}$ эрг/с, что соответствует приблизительно 25 - 100 вспышкам сверхновых за время жизни OB-ассоциации. Были получены изображения проекций оболочек для каждого галактоцентрического расстояния и каждого значения энергии для тех же полярных углов $\theta=-80^{\circ},-70^{\circ},\ldots , 90^{\circ}$, с интервалом по времени 5 млн. лет для $R=10$ кпс (для этого галактоцентрического радиуса вычисления были доведены до времени 25 млн. лет), и интервалом 10 млн. лет для $R=15$ кпс (для этого радиуса расчеты были прекращены после 30 млн. лет эволюции). Такие вычисления были выполнены для углов наклона галактики $i =20^{\circ}, 40^{\circ}, 60^{\circ}$ и $77. 5^{\circ}$, что в результате дает то же суммарное число ориентаций дыр (6912), как и для HoII. Оболочки в М31 вытянуты в $Z$-направлении существенно больше, чем в HoII. Максимальный их размер по вертикали достигает 4 кпс, а максимальный диаметр рассчитанной дыры -- 0.5 кпс. В этой галактике оболочки в большей степени искажены галактическим вращением, и отношение малой и большой осей дыр в распределении нейтрального водорода здесь варьируется в пределах $0.1 \le b/a \le 0.9$.


Sergey Mashchenko 2000-10-25