ИСТИНА

Мы планируем исследовать особенности и выявить закономерности в распределении областей современного звездообразования (областей HII, звездных ассоциаций и комплексов), а также газовых (HI и H_2) конденсаций вдоль спиральных рукавов grand-design и флоккулентных галактик. Планируется также изучение поперечной структуры спиральных ветвей - исследование взаимного расположения групп звезд различного возраста, газа и пыли поперек спиральных рукавов. Дополнительно мы планируем исследовать особенности азимутального распределения областей звездообразования в кольцах спиральных галактик. Ожидаемые результаты позволят внести существенный вклад в современные представления об эволюции и динамике спиральных галактик, теории спиральной структуры, роли магнитного поля в образовании молекулярных облаков и звездных комплексов. Ранее участниками нашего коллектива было показано, что 1) в галактике M31 регулярность в распределении звездных комплексов вдоль одной из спиральных ветвей связана с регулярностью именно в том же отрезке рукава магнитного поля (Efremov, 2010, MNRAS, 405, 1531); 2) в grand-design галактике NGC 628 (M74), где регулярная цепочка крупных звездных комплексов наблюдается только в одном рукаве, соседние звездные группировки располагаются на одинаковом характерном расстоянии друг от друга (порядка 400 пк) вдоль обеих спиральных ветвей (Gusev & Efremov, 2013, MNRAS, 434, 313; Gusev, Egorov & Sakhibov, 2014, MNRAS, 437, 1337); 3) в спиральных ветвях галактики NGC 4321 (M100) по данным в ИК-диапазоне (3.6-8 мкм) наблюдаются регулярные цепочки газо-пылевых сгущений (очень молодых областей звездообразования) с характерным расстоянием между ними 410 пк (Elmegreen, Elmegreen & Efremov, 2018, ApJ, 863, id. 59); 4) в четырех из пяти изученных спиральных галактиках по особенностям взаимного расположения пар "область HII - молодое звездное скопление" обнаружен градиент возраста поперек спиральных ветвей (Gusev & Shimanovskaya, 2019, MNRAS, 488, 3045). Мы планируем продолжить аналогичные исследования для других спиральных галактик, используя собственные оригинальные фотометрические (UBVRI), спектрофотометрические (линия H-alpha) и спектроскопические наблюдения с привлечением наблюдений в УФ- (GALEX), ИК- (Spitzer) и радиодиапазонах из открытых баз данных, а также фотометрических и спектральных данных обзора SDSS.

We plan to investigate the peculiarities and identify regularities in the distribution of modern star formation regions (HII regions, stellar associations and star complexes), and gas (HI and H_2) condensations along the spiral arms in grand-design and flocculent galaxies. It is also planned to study the transverse structure of the spiral arms - the study of the mutual arrangement of groups of stars of different ages, gas and dust across the spiral arms. In addition, we plan to investigate the features of the azimuthal distribution of star formation regions in the rings of spiral galaxies. The expected results will make it possible to give a significant contribution to modern concepts of the evolution and dynamics of spiral galaxies, the theory of the spiral structure, the role of the magnetic field in the formation of molecular clouds and stellar complexes. Earlier, members of our team found that 1) in the galaxy M31, the regularity in the distribution of stellar complexes along one of the spiral arms is associated with regularity of the magnetic field in exactly the same section of the arm (Efremov, 2010, MNRAS, 405, 1531); 2) in grand-design galaxy NGC 628 (M74), where the regular chain of large star complexes is observed only in one arm, the neighboring stellar groupings are located at the same characteristic distance (the order of 400 pc) along both spiral arms (Gusev and Efremov, 2013, MNRAS, 434, 313; Gusev, Egorov & Sakhibov, 2014, MNRAS, 437, 1337); 3) in the spiral arms of galaxy NGC 4321 (M100), is observed the regular chains of gas-dust condensations (very young star formation regions) with a characteristic distance between them of 410 pc according to the data in the IR range (3.6-8 \mum) (Elmegreen, Elmegreen & Efremov, 2018, ApJ, 863, id. 59); 4) in four out of five studied spiral galaxies, by the peculiarities of the mutual arrangement of the pairs "HII region - young star cluster", the age gradient was found across spiral arms (Gusev & Shimanovskaya, 2019, MNRAS, 488, 3045). We plan to continue similar studies for other spiral galaxies using our own original photometric (UBVRI), spectrophotometric (H-alpha line), and spectroscopic observations. Additionaly, we will use the observations in the UV (GALEX), IR (Spitzer) and radio bands from open databases, as well as photometric and spectral data from SDSS.

1). Определить физические параметры областей звездообразования в 11 вышеупомянутых спиральных галактиках из списка Gusev et al. (2018, Open Astronomy, 27, 98) с уже проведенной ранее поверхностной фотометрией по данным фотометрических и спектроскопических наблюдений с использованием эволюционных моделей. 2). Изучить продольную и поперечную структуру спиральных рукавов в 2 grand-design галактиках из списка Элмегринов (NGC 895 и NGC 5474) и 1 флоккулентной галактике (NGC 6946). Изучение продольной структуры кольца в NGC 6217. 3). Провести фотометрические и спектрофотометрические наблюдения галактик на 2.5-метровом телескопе КГО ГАИШ МГУ и, по возможности, - спектральные наблюдения областей звездообразования на 6-метровом телескопе БТА САО РАН.

Коллектив объединяет широкий круг специалистов в области галактической и внегалактической астрономии. Накоплен значительный опыт работы по фотометрическим и спектральным наблюдениям галактик и областей звездообразования в них (в том числе и на заявленном в проекте 6-метровом телескопе БТА САО РАН), их цифровой обработке и анализу. Имеется опыт наблюдений на новом 2.5-метровом телескопе КГО ГАИШ МГУ. Накоплен и частично обработан большой наблюдательный материал по многоцветной поверхностной фотометрии галактик с высоким угловым разрешением. Наблюдательные программы Гусева и Ефремова неоднократно получали время на БТА; Егоров и Катков имеют большой опыт наблюдений на БТА по программам Засова, Сильченко, Лозинской. Гусев и Егоров имеют достаточный опыт наблюдений на новом 2.5-метровом телескопе КГО. Создан задел по исследованию звездного населения и истории звездообразования в галактиках, неразрешимых на отдельные звезды, по фотометрическим и спектроскопическим наблюдениям с использованием численных методов (Gusev et al., 2016, MNRAS, 457, 3334). Разработан и апробирован метод комплексной интерпретации фотометрических и спектральных наблюдений областей звездообразования в терминах начальной функции масс и истории звездообразования, метод решения обратной задачи звездообразования. Имеется серьезный задел по изучению физики процессов звездообразования, классификации, структуре и эволюции областей звездообразования: выдвинута гипотеза об иерархической структуре областей звездообразования (отметим здесь лишь две последние работы: Elmegreen, Elmegreen & Efremov, 2018, ApJ, 863, id. 59 и Gusev & Shimanovskaya, 2019, MNRAS, 488, 3045).

В рамках проекта планируется получить следующие результаты: 1). Определение физических параметров примерно 600 областей звездообразования по данным фотометрических и спектроскопических наблюдений. 2). Изучение внутренней структуры спиральных ветвей в 6-8 grand-design и 2-3 флоккулентных галактиках. Изучение внутренней структуры колец в 2-3 спиральных галактиках. 3). Нахождение и анализ зависимостей между структурой спиральных рукавов и физическими и динамическими параметрами межзвездной среды в галактиках. Все ожидаемые результаты будут новыми и оригинальными. Планируется опубликовать не менее 8 работ в высокорейтинговых журналах.