next up previous contents
Next: 3.7 Заключение Up: 3. Поле скоростей близких Previous: 3.5 3D панорама Местного

   
3.6 Орбитальная скорость Солнца

Исследование лучевых скоростей близких галактик, описанное в предыдущих разделах, позволяет независимо оценить круговую скорость вращения Галактики в окрестностях Солнца V0G, которая наряду с расстоянием до центра Галактики R0G является одним из основных параметров, характеризующих глобальную структуру нашей Галактики.

Большинство оценок V0G сделано по движениям звёзд и газовой подсистемы Галактики. Эти измерения подытожила комиссия MAC N 33, которая в 1964 г. рекомендовала как стандартные следующие значения:


\begin{displaymath}\begin{array}{ll}
V_0^G=250{\rm ~км/с}, & R_0^G=10{\rm ~кпк},...
...ulticolumn{2}{c}{ \omega_0=A-B=25{\rm ~км/с/кпк}, }
\end{array}\end{displaymath} (3.7)

где угловая скорость вращения диска на расстоянии Солнца $\omega_0$ выражена через постоянные Оорта A и B. Позднее Kerr & Lynden-Bell [89] провели критический анализ опубликованных оценок V0G, R0G и получили средние по разным методам значения


\begin{displaymath}\begin{array}{ll}
V_0^G=220\pm20{\rm ~км/с}, & R_0^G=8.5\pm1....
...mn{2}{c}{ \omega_0=A-B=26.4\pm1.9{\rm ~км/с/кпк}, }
\end{array}\end{displaymath} (3.8)

которые были одобрены комиссией MAC в качестве нового стандарта [32]. Тенденция к понижению значений V0G и R0G прослеживается и в более поздних публикациях. Так, Никифоров и Петровская [2] провели детальный анализ кривой вращения Галактики по данным о кинематике водородного диска и HII областей и получили как наиболее оптимальные значения


\begin{displaymath}\begin{array}{ll}
V_0^G=R_0^G\omega_0=198\pm30{\rm ~км/с}, & R_0^G=7.5\pm1.0{\rm ~кпк}.
\end{array}\end{displaymath} (3.9)

Исследуя распределение лучевых скоростей у 1936 звёзд, Beers & Sommer-Larsen [10] пришли к заключению, что совокупность наблюдательных данных хорошо представляется моделью не вращающегося гало и толстого диска с параметрами R0G=8.0 кпк, V0G=220 км/с. Согласно Dambis et al. [28], по кинематике звёзд типа RR Лиры, наиболее вероятные значения рассматриваемых параметров составляют


\begin{displaymath}\begin{array}{ll}
V_0^G=187\pm15{\rm ~км/с}, & R_0^G=7.1\pm0.5{\rm ~кпк}.
\end{array}\end{displaymath} (3.10)

Несмотря на удовлетворительное взаимное согласие большинства оценок V0G, Kerr & Lynden-Bell [89] высказывали предостережение о существовании различных причин, например, некруговых движений, которые могут приводить к систематической ошибке в определении V0G ``внутренними'' методами, основывающимися на анализе лучевых скоростей и/или собственных движений объектов, принадлежащих различным подсистемам Галактики. Поэтому представляется полезным сравнить, насколько хорошо согласуются между собой внутренняя и внешняя оценки V0G.

В предыдущих разделах (3.3) были определены параметры апекса Солнца и центра Галактики по отношению к 103 близким галактикам.

Дрейф апекса центра Галактики был показан на рисунке 3.3, а подробное описание можно прочесть на странице [*]. Из представленных данных следует, что с увеличением рассматриваемого объёма положение ``бегущего'' апекса приближается к M 31, а затем при R>0.7 Мпк удаляется к асимптотическому значению { $l=100^\circ$, b=-4}. При $R\simeq0.7$ Мпк центр нашей Галактики имеет скорость движения к апексу $\sim90$ км/с. Согласно Yahil et al. [155] и Sandage [127], как величина, так и направление скорости Галактики к апексу вполне объяснимы локальной причиной -- гравитационным притяжением соседней галактики M 31. При этом однако имеются малые неувязки, величина которых зависит от принимаемого значения орбитальной скорости Солнца V0G.


 
Таблица 1.1:
  V0G, (км/с)
  200 220 240 245 250 260
$\lambda({\rm M~31})$,$(^\circ)$ 7.8 4.0 0.8 0.8 1.7 7.6
$\lambda({\rm M~31+M~33})$,$(^\circ)$ 9.0 5.0 1.4 0.2 0.6 6.4
$\triangle V_{\rm M~31}$,(км/с) -138 -123 -106 -103 -98 -91
$\triangle V_{\rm M~31+M~33}$,(км/с) -131 -117 -100 -97 -92 -85
$V^{\rm apex}_{\rm MW}$,(км/с) 107 90 70 66 62 54
$\left(V^R_{\rm MW}/V^R_{\rm M~31}\right)^{3.5}$ 0.61 0.82 1.08 1.16 1.24 1.41
$\left(-V_{\rm M~31+M~33}-V^{\rm apex}_{\rm MW}\right)/V^{\rm apex}_{\rm MW}$ 0.22 0.30 0.43 0.47 0.49 0.57

Чтобы оценить, как влияет выбор величины V0G на поведение апекса центра Галактики, мы решали регрессионную задачу (3.2) при значениях V0Gв интервале от 200 до 260 км/с. Результаты представлены в таблице 3.3, строки которой содержат следующие данные:

$\lambda({\rm M~31})$
-- минимальное угловое расстояние в градусах, на котором трасса бегущего апекса проходит относительно M 31.
$\lambda({\rm M~31+M~33})$
-- аналогичное расстояние по отношению к динамическому центру пары M 31+M 33. Положение этой точки практически совпадает с динамическим центром всей группы вокруг M 31, поскольку суммарная масса остальных членов группы пренебрежимо мала. Для полных масс M 31 и M 33 мы принимаем отношение 12:1 [73].
$\triangle V_{\rm M~31}$
-- разность лучевых скоростей между центрами M 31 и нашей Галактики.
$\triangle V_{\rm M~31+M~33}$
-- аналогичная разность для динамического центра пары M 31+M 33.
$V^{\rm apex}_{\rm MW}$
-- скорость движения центра Галактики к апексу, определяемая при R=0.7 Мпк.
$\left(V^R_{\rm MW}/V^R_{\rm M~31}\right)^{3.5}$
-- отношение масс нашей Галактики и M 31 в предположении, что масса спиральных галактик пропорциональна амплитуде кривой вращения VR в степени 3.5. Для M 31, согласно Tully [146], $V^R_{\rm M~31}=254$ км/с, а для нашей Галактики, по данным Fich & Tremaine [47] и Никифорова и Петровской [2], принимаем $V^R_{\rm MW}\simeq V_0^G+20$ км/с.
$\left(-V_{\rm M~31+M~33}-V^{\rm apex}_{\rm MW}\right)/V^{\rm apex}_{\rm MW}$
-- отношение масс Галактики и M 31, полученное из условия, что вклад индивидуальных пекулярных скоростей этих галактик в наблюдаемую разность их лучевых скоростей обратно пропорционален массам галактик. Такое условие подразумевает, что угловой орбитальный момент у центров групп равен нулю [155].

Из данных таблицы 3.3 можно сделать следующие заключения:

1.
С увеличением круговой скорости Солнца положение апекса на небе при $R\simeq0.7$ приближается к M 31, совмещаясь с центроидом группы M 31 при V0G=245 км/с. Заметим, что формальные погрешности определения скорости в направлении апекса и его положения составляют $\sim5$ км/с и $\sim2^\circ$. Если вектор пекулярной скорости Галактики целиком обусловлен притяжением к M 31 и M 33 и ориентирован строго на динамический центр этой группы, то оптимальной оценкой круговой скорости Солнца будет $V_0^G=245\pm10$ км/с.

2.
Для выборки 103 ближайших галактик с измеренными расстояниями среднеквадратичное отклонение скорости относительно хаббловского расширения V=HR составляет $\sigma_V=72$ км/с (см. страницу [*]). Основной вклад в неё дают карликовые объекты, которые доминируют в этой выборке, ограниченной расстоянием, а не светимостью галактик. Из общих динамических соображений можно полагать, что у нашей массивной галактики пекулярная скорость $V^{\rm apex}_{\rm MW}$ не превышает $\sigma _V$. Такое условие приводит к ограничению $V_0^G\ge237$ км/с.

3.
Наша Галактика и M 31 имеют сходный морфологический тип Sb. Основываясь на количественном сравнении совокупности глобальных характеристик обеих галактик, McCall [110] получил оценку соотношения их масс ${\cal M}_{\rm MW}/{\cal M}_{\rm M~31}=0.80\pm0.20$. Согласно данным строки 6 таблицы 3.3, такое отношение выполняется при $V_0^G=200\div235$ км/с.

4.
Из пропорций пекулярных лучевых скоростей оценка отношения масс Галактики и M 31 оказывается примерно в 2.5 раза меньше предыдущей. Чтобы согласовать между собой значения ${\cal M}_{\rm MW}/{\cal M}_{\rm M~31}$ из строк 6 и 7 таблицы 3.3, необходимо было бы уменьшить пекулярную скорость Галактики в направлении к M 31 всего на 20 км/с. Возможно, к этому приведет учёт движения Галактики относительно барицентра системы, которую она образует с Магеллановыми Облаками.

Итак, для определения орбитальной скорости Солнца по лучевым скоростям и расстояниям близких галактик необходимо привлекать дополнительные, хотя и вполне правдоподобные предположения о соотношении масс и пекулярных скоростей у самых близких объектов. Приведенные выше оценки V0G имеют взаимный разброс $\sim20$ км/с, давая в качестве наиболее вероятного значение V0G=235 км/с. Эта ``внешняя'' оценка удовлетворительно согласуется с типичной ``внутренней'' оценкой $220\pm20$ км/с, получаемой из кинематики газа и звёздных подсистем Галактики.


next up previous contents
Next: 3.7 Заключение Up: 3. Поле скоростей близких Previous: 3.5 3D панорама Местного
Dmitry Makarov