ИСТИНА

Проект нацелен на изучение фундаментальных механизмов формирования и эволюции дисковых галактик. Наше исследование сфокусировано на дисковых галактиках со звездным противовращением (это редкое явление, когда значительная часть звездного населения диска вращается в обратную сторону по отношению к глобальному вращению галактики). Существование такой структуры явно свидетельствует об эпизоде падения внешнего вещества на галактику. Изучая структуру, кинематические свойства и параметры звездных населений этих галактик, мы поймем, когда и как происходили аккреция газа и слияния с другими галактиками и какова их роль в формировании дисков галактик. Основными конкретными научными задачами проекта являются: 1) создание самого большого списка противовращающихся галактик в ближней Вселенной по данным крупнейшего обзора панорамной спектроскопии галактик MaNGA (Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory); 2) детальное исследование свойств фотометрической структуры, кинематики, свойств звездных населений и окружения галактик со звездным противовращением с целью изучения процессов формирования их дисков и выявления связи с процессами роста балджей и условиями внешней аккреции вещества. Лишь недавно стали появляться большие, включающие тысячи объектов обзоры галактик с данными панорамной оптической спектроскопии, которая является необходимым базисом для поиска и изучения галактик с обособленной кинематикой, включая галактики со звездным противовращением. Поэтому сейчас стало возможным ставить и эффективно решать задачи масштабного поиска и изучения уникальных галактик со звездным и газовым противовращением. По предварительным оценкам мы ожидаем обнаружить порядка 30 противовращающихся галактик в текущем релизе данных DR16 обзора MaNGA и около 70 в финальном релизе, который состоится летом 2021 года. Переход от одного десятка детально изученных галактик данного типа галактик к исследованию выборки 70 объектов приведет к качественно новому пониманию процессов формирования противовращающихся дисков. В рамках проекта мы разработаем веб-сервис интерактивной визуализации данных панорамной спектроскопии на базе современных технологий, который будет использоваться для поисковых задач и визуальной инспекции результатов анализа данных. Этот инструмент будет востребован астрономическим сообществом для большого числа задач физики галактик.

The project aims to study the fundamental processes of formation and evolution of disk galaxies. Our study focuses on disk galaxies with stellar counter-rotation (this is a rare phenomenon when a significant part of the stellar population of the disk rotates in the opposite direction to the main galaxy rotation). Such structures are thought to be evidence of external material acquisition. Studying the photometrical shape, kinematical structure and stellar population parameters in these galaxies, we will understand when and how gas accretion and galaxy mergers occurred and what their role in the formation of galactic disks is. The main scientific goals of the project are: 1) compile the largest list of counter-rotating galaxies in the Local Universe according to the largest 3D-spectroscopy MaNGA survey (Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory); 2) conducting a detailed study of the photometrical structure, kinematics, properties of stellar populations and the environment of the galaxies with stellar counter-rotation in order to study the processes of formation of their disks and revealing the connection with the processes of growth of bulges and the conditions of external accretion of matter. Only recently large, including thousands of objects, galaxy IFU survey have been appeared. They are a necessary basis for searching and studying galaxies with misaligned kinematics, including galaxies with stellar counter-rotation. Therefore, it unique opportunity to start working on searching and studying a sample of unique counter-rotating galaxies. According to our preliminary estimates, we expect to find about 30 counter-rotating galaxies in the current DR16 release and about 70 in the final MaNGA data, which will be released in 2021. The transition from detailed study of one dozen CR galaxies to the sample of 70 targets will lead to a qualitatively new understanding of the processes of formation of counter-rotating disks. In the project, we will develop a web service for interactive visualization of IFU data based on the modern web development technologies, which will be used for search and visual inspection of data analysis output. This tool will become a useful for the astronomical community interested in the physics of galaxies.

Мы ожидаем, что в результате работы над проектом будет создана и детально изучена самая крупная выборка галактик с противовращающимися звездными дисками. Станет понятнее, как галактики приобретали внешнее вещество, формирующее сложные, кинематически обособленные структуры, и как механизмы их формирования связаны с процессами роста балджей и режимами аккреции внешнего вещества. Значимость этих результатов заключается в том, что они, хоть и на примере относительно редких объектов, проливают свет на механизмы формирования дисковых галактик, что является одной из ключевых проблем физики галактик, и немного приближают нас к ответу на главный вопрос человечества - как сформировалась наша Вселенная. Также мы ожидаем, что предлагаемый нами веб-сервис интерактивной визуализации данных панорамной спектроскопии станет удобным и востребованным инструментом среди исследователей, использующих данные обзора MaNGA. Социальный аспект заключается в том, что предлагаемый сервис сделает данные обзора MaNGA более доступными, а базовые операции по визуализации и организации коллекций объектов будут полезны для широкого круга исследователей. Мы планируем вести разработку веб-сервиса в публично доступных репозиториях (GitHub или Bitbucket), что предоставит возможность использовать его для схожих по структуре проектов.

Изучение дисковых галактик с кинематически обособленными структурами интересует нас очень давно. В этом направлении нами были получены в свое время пионерские результаты. Так, в работе Katkov et al. MNRAS 2014 438, 2798 мы показали, что линзовидные галактики в изолированном окружении имеют повышенную частоту встречаемости протяженных дисков ионизованного диска, в 70% которых наблюдается видимое противовращение звезд и газа (один из результатов защищенной в 2014 году кандидатской диссертации руководителя проекта). Основной инструмент изучения галактик со звездным противовращением - методика спектральной декомпозиции, которую мы активно развивали одновременно и независимо от группы Lodovico Coccato (подробнее см. п. 4.5). Мы начали расширять функциональные возможности метода по-пиксельного анализа спектров NBursts (Chilingarian et al. 2007) для анализа двух-компонентного звездного населения с различной кинематикой звезд в работах Katkov et al. 2011 Baltic Astronomy, Vol. 20, p. 453-458 и Katkov & Chilingarian 2012 Proc. IAU V. 284, p.69. Следующими значимыми шагами в развитии этого направления были исследования галактик IC 719 (Katkov et al. 2013, Astrophys. J. v. 769, Aid. 105) и NGC 448 (Katkov et al. 2016, MNRAS v. 461, p. 2068), обладающих противовращающимися звездными дисками, где мы измерили свойства звездных населений и кинематики обоих компонентов. Благодаря этому мы смогли сделать выводы об источнике внешнего вещества с отличным направлением углового момента по отношению к основному телу галактики, которое впоследствии сформировало противовращающийся звездный диск.