Двумерная диаграмма "цвет–величина" для галактик из обзора SDSS (слева) и трехмерное распределение, предложенное в новом исследовании (справа). Распределение 200 тыс. галактик показано желтым и оранжевым, индивидуальными символами отмечены редкие объекты, не лежащие на поверхности (около 1%).
Астрофизические объекты невозможно непосредственно потрогать или задействовать в экспериментах. Об их физических свойствах или расстоянии до них можно судить или по прямым наблюдениям, или по некоторым косвенным признакам. Сотрудники Государственного астрономического института имени П.К.Штернберга МГУ Игорь Чилингарян и Иван Золотухин создали методику, которая позволит определять структуру далеких галактик, расстояние до них и другие важные параметры буквально по трем снимкам.
Изображений далеких галактик, полученных наземными телескопами, недостаточно для определения их морфологических типов и оценки расстояний до них.
В 2001 году были представлены результаты масштабной работы группы ученых во главе с Искрой Стратевой (Германия), опубликовавшей итоги анализа почти 150 тыс. изображений галактик, полученных в ходе обзора Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Для этих галактик была построена диаграмма, связавшая показатели цвета галактики в оптике со светимостью галактики. На этой диаграмме были выявлены две четкие области. Первая – «красная последовательность» (Red Sequence), которую составляют более старые галактики, эллиптические и линзовидные, где нет областей текущего звездообразования. Другая область – «синее облако» (Blue Сloud), которую населяют в основном более молодые спиральные галактики, где звездообразование происходит и в настоящее время.
Но для полноценной классификации галактик эту диаграмму использовать нельзя в силу ряда проблем. Чтобы их избежать, российские астрономы Игорь Чилингарян и Иван Золотухин, помимо ГАИШ МГУ работающие в Гарвард-Смитсонианском астрофизическом центре (США) и Парижской обсерватории (Франция) соответственно, сделали такую диаграмму не плоской, а трехмерной, добавив показатели цвета в ближнем ультрафиолете.
«Мы составили каталог из более чем 200 тысяч галактик, – рассказывает Иван Золотухин. – И обнаружили, что подавляющее большинство этих галактик имеют связь между показателями цвета в оптике и ультрафиолете, а также светимостью, и все это также связано со свойствами галактик и их морфологией. К широко используемой астрономами диаграмме «цвет в оптике – звездная величина» мы добавили еще одну размерность – «цвет в ультрафиолете». Если галактики на двумерной плоскости разбились на две значимые области, то в трехмерном пространстве они неожиданным образом легли вдоль тонкой гладкой поверхности, указывая на новую, непонятную пока закономерность».
«Наша работа позволит астрономам классифицировать миллионы галактик и определять до них расстояния, используя только их изображения, – говорит Игорь Чилингарян. – Еще один плюс нашей работы состоит в том, что теперь будет легко идентифицировать представителей редких типов галактик, так как они находятся обособленно на нашей трехмерной диаграмме. Физическая природа открытой нами тесной фотометрической зависимости пока не ясна – это очередной вызов для теоретиков и исследователей, занимающихся численным моделированием эволюции галактик».
По материалам официального пресс-релиза ГАИШ МГУ
Геннадий Петров 
Дарья Гармоненко