|
Эффекты возникновения гало звёздных шаровых скоплений в результате гравитационной фокусировки Дальневосточный государственный университет Научный руководитель: Суханов Александр Григорьевич, доцент, к.ф.-м.н. Некоторые шаровые скопления нашей Галактики характеризуются несколько необычным распределением звёзд во внешних областях – так называемым гало. Наличие гало не связано, судя по известным данным о структуре скоплений, со сжатием скопления в каждом конкретном случае. Отметим, что видимым сжатием обладают не все скопления. Это свидетельствует о том, что оси их вращения (малые оси эллипсоида) ориентированы в пространстве произвольно. Однако в данной работе этот вопрос не рассматривается. Изучая теорию гравитационной фокусировки, можно прийти к заключению, что должно иметь место образование гало шаровых скоплений за счёт звёздного фона, находящегося за областью, в которой сосредоточено ядро шарового скопления. Для некоторого расстояния от центра масс шарового скопления, последнее можно считать квазиточечным гравитирующим объектом. В действительности, закон распределения плотности звёзд шарового скопления – в каждом конкретном случае – накладывает некоторые ограничения на теорию сферической гравитационной линзы, в качестве которой можно рассматривать шаровое скопление. В то же время суммарная масса многих скоплений очень велика, а плотность звёзд имеет такое распределение, что – в первом приближении – шаровое скопление можно считать массивным протяжённым гравитирующим телом, ограниченным некоторым радиусом, - гравитационной линзой. Действие гравитационной линзы основано на постепенном искривлении световых лучей в неоднородном поле тяготения [2].Световые лучи, испускаемые звёздами, расположенными за шаровым скоплением (а, точнее, его ядром), согласно законам геометрической оптики, должны распространяться прямолинейно. Но так как на их пути расположены массивные тела с большими суммарными гравитационными полями, то лучи отклоняются от своего первоначального направления. Данный эффект носит название эффекта гравитационной фокусировки. Это явление будет выражено тем сильнее, чем больше суммарная звёздная масса скопления и чем плотнее общий звёздный фон. Необходимо учесть, что чем дальше от скопления находится звезда, тем большая масса газа и межзвёздного вещества содержится в конусе лучей, тем больше отклонение. Это, в свою очередь, приведёт к тому, что, начиная с некоторого расстояния, более далёкий объект будет иметь уже не меньшие угловые размеры, а большие, чем более близкий [1]. Вполне возможен вклад в плотность гало скопления и со стороны звёздного поля внешних областей самого скопления, находящихся “за” скоплением, т. е. эффект “самофокусировки” скопления на себя. Последний эффект слаб и находится на уровне ошибок определения плотности фона окрестности шарового скопления. Очевидно, его вклад в плотность гало составляет не более нескольких процентов. Корреляция же плотности гало от плотности фона более далёких, чем скопление, звёзд может быть легко прослежена. Нами рассмотрены некоторые шаровые скопления, которые были выбраны случайным образом. Для исследования использовались контратипы скоплений с угловым размером 1 ° 02’ х 1° . Был произведен примерный подсчёт звёзд в равных по площади зонах, на которые были разбиты снимки, и составлены графики распределения удельной плотности звёзд скопления в функции расстояния от ядра скопления. Измерения проводились без учёта среднего внешнего звёздного фона. Влияние фона далёких звёзд можно учесть, имея в своём распоряжении, как галактические координаты объектов, так и их расстояния. На графиках, которые будут представлены, видно, что имеет место образование гало шаровых скоплений. Сейчас оценивать количественно степень проявления эффекта гало мы не берёмся. Измерения и подсчёты проводились с низкой степенью точности, без учёта ошибок и погрешностей, возникающих при вычислениях. Ясно, что если использовать более точный математический аппарат, то эффект будет выражен сильнее. Однако в процессе работы мы натолкнулись на весьма интересное явление: на графиках обнаружился не один всплеск распределения плотности звёзд, а два. Это позволило нам сделать предположение о двойном гало шаровых скоплений. Приблизительные численные значения диаметров гало в парсеках будут представлены в докладе.Наверно, возникновение одного гало всё-таки можно объяснить эффектом гравитационной фокусировки, а дать объяснение причины возникновения другого гало мы пока не можем. Вероятно, существуют и другие причины возникновения гало шаровых скоплений, но использованный нами метод обнаружения гало с помощью гравитационной фокусировки дал положительные результаты. Литература :[1] Новиков И.Д. Эволюция Вселенной. –М.: Наука, 1990. [2] Блиох П.В., Минаков А.А. Гравитационные линзы. -Киев: Наукова Думка, 1986. |
| (c) АСФ России, 2001 |