Regular Chains of Star Formation Regions in Spiral Arms and Rings of Disk Galaxies

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The regularity in the distribution of young stellar groups along the spiral arms of galaxies, first discovered by Bruce and Debra Elmegreen in 1983, was considered a rather rare phenomenon. However, recent studies of the spatial regularities in the distribution of the young stellar populations along the arms of the spiral galaxies NGC 628, NGC 895, NGC 4321, NGC 5474, NGC 6946, as well as along the rings of the spiral galaxy NGC 6217 and the lenticular galaxy NGC 4324, have revealed that this spatial (quasi) regularity and/or the presence of regular chains of star-forming regions is a fairly common phenomenon. Across all galaxies, the characteristic regularity scale is 350–500 pc or a multiple thereof. It should be noted that theoretical models predict an instability scale of a stellar-gas disk on the order of a few kpc, which is several times larger than what has been observed. The paper is partly based on the report presented at the Modern Stellar Astronomy 2022 Conference held at the Caucasian Mountain Observatory of the Sternberg Astronomical Institute, Moscow State University, on November 8–10, 2022.

About the authors

A. S. Gusev

Sternberg Astronomical Institute, Moscow State University

Author for correspondence.
Email: gusev@sai.msu.ru
Moscow, Russia

References

  1. B. G. Elmegreen and D. M. Elmegreen, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 203, 31 (1983).
  2. Ю. Н. Ефремов, Письма в Астрон. журн. 35(8), 563 (2009).
  3. Yu. N. Efremov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 405, 1531 (2010), arXiv:1002.4555 [astro-ph.CO].
  4. V. S. Safronov, Ann. Astrophys. 23, 979 (1960).
  5. D. Lynden-Bell, Observatory 86, 57 (1966).
  6. C. J. Jog and P. M. Solomon, Astrophys. J. 276, 114 (1984).
  7. C. J. Jog and P. M. Solomon, Astrophys. J. 276, 127 (1984).
  8. A. B. Romeo and N. Falstad, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 433, 1389 (2013), arXiv:1302.4291 [astro-ph.CO].
  9. R. R. Rafikov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 323, 445 (2001), arXiv:astro-ph/0007058.
  10. A. K. Leroy, F. Walter, E. Brinks, F. Bigiel, W. J. G. de Blok, B. Madore, and M. D. Thornley, Astron. J. 136, 2782 (2008), arXiv:0810.2541 [astro-ph].
  11. A. A. Marchuk, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 476, 3591 (2018), arXiv:1804.07964 [astro-ph.GA].
  12. S. Inutsuka and S. M. Miyama, Astrophys. J. 480, 681 (1997).
  13. M. Mattern, J. Kainulainen, M. Zhang, and H. Beuther, Astron. and Astrophys. 616, id. A78 (2018), ar-Xiv:1804.02256 [astro-ph.GA].
  14. B. G. Elmegreen, Astrophys. J. 433, 39 (1994).
  15. S. Inoue and N. Yoshida, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 474, 3466 (2018), arXiv:1706.01895 [astro-ph.GA].
  16. B. G. Elmegreen, Astrophys. J. 425, L73 (1994).
  17. S. Inoue, N. Takagi, A. Miyazaki, E. M. Cooper, F. Egusa, and H. Yajima, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 506, 84 (2021), arXiv:2103.12130 [astro-ph.GA].
  18. T. T. Helfer, M. D. Thornley, M. W. Regan, T. Wong, K. Sheth, S. N. Vogel, L. Blitz, and D. C.-J. Bock, Astrophys. J. Suppl. 145, 259 (2003), arXiv:astro-ph/0304294.
  19. F. Walter, E. Brinks, W. J. G. de Blok, F. Bigiel, R. C., Jr Ken-nicutt, M. D. Thornley, and A. Leroy, Astron. J. 136, 2563 (2008), arXiv:0810.2125 [astro-ph].
  20. A. K. Leroy, F. Walter, F. Bigiel, A. Usero, et al., Astron. J. 137, 4670 (2009), arXiv:0905.4742 [astro-ph.CO].
  21. N. Rahman, A. D. Bolatto, R. Xue, T. Wong, et al., Astrophys. J. 745, id. A183 (2012), arXiv:1110.1630 [astro-ph.CO].
  22. R. C. Kennicutt, Jr., L. Armus, G. Bendo, D. Calzetti, et al., Publ. Astron. Soc. Pacific 115, 928 (2003), ar-Xiv:astro-ph/0305437.
  23. A. S. Gusev and Yu. N. Efremov, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 434, 313 (2013), arXiv:1306.1731 [astro-ph.CO].
  24. M. E. Sharina, I. D. Karachentsev, and N. A. Tikhonov, Astron. and Astrophys. Suppl. Ser. 119, 499 (1996).
  25. Ф. Х. Сахибов и М. А. Смирнов, Астрон. журн. 81(12), 1093 (2004).
  26. P. M. Marcum, R. W. O’Connell, M. N. Fanelli, R. H. Cor-nett, et al., Astrophys. J. Suppl. 132, 129 (2001).
  27. F. D. Albareti, C. Allende Prieto, A. Almeida, F. Anders, et al., Astrophys. J. Suppl. 233, id. A25 (2017), ar-Xiv:1608.02013 [astro-ph.GA].
  28. J. D. Scargle, Astrophys. J. 263, 835 (1982).
  29. J. H. Horne and S. L. Baliunas, Astrophys. J. 302, 757 (1986).
  30. W. H. Press and G. B. Rybicki, Astrophys. J. 338, 277 (1989).
  31. J. T. VanderPlas, Astrophys. J. Suppl. 236, id. A16 (2018), arXiv:1703.09824 [astro-ph.IM].
  32. B. G. Elmegreen, D. M. Elmegreen, and Y. N. Efremov, Astrophys. J. 863, id. A59 (2018), arXiv:1806.08957 [astro-ph.GA].
  33. A. S. Gusev and E. V. Shimanovskaya, Astron. and Astrophys. 640, id. L7 (2020), arXiv:2007.08333 [astro-ph.GA].
  34. Б. П. Артамонов, Ю. Ю. Бадан, В. В. Бруевич, А. С. Гу-сев, Астрон. журн. 76, 438 (1999).
  35. A. S. Gusev, E. V. Shimanovskaya, and N. A. Zaitseva, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 514, 3953 (2022), ar-Xiv:2206.03427 [astro-ph.GA].
  36. S. Kendall, R. C. Kennicutt, and C. Clarke, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 414, 538 (2011), arXiv:1101.5764 [astro-ph.GA].
  37. S. Ghosh and C. J. Jog, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 459, 4057 (2016), arXiv:1604.05401 [astro-ph.GA].
  38. И. С. Прошина, А. В. Моисеев, О. К. Сильченко, Письма в Астрон. журн. 48(3), 153 (2022), ar-Xiv:2210.07786 [astro-ph.GA].
  39. R. B. Tully, H. M. Courtois, A. E. Dolphin, J. R. Fisher, et al., Astron. J. 146, id. A86 (2013), arXiv:1307.7213 [astro-ph.CO].
  40. A. S. Gusev, F. Sakhibov, and Yu. N. Efremov, Astron. Nachricht. 336, 401 (2015), arXiv:1504.04743 [astro-ph.GA].
  41. K. M. Mogotsi, W. J. G. de Blok, A. Caldú-Primo, F. Walter, R. Ianjamasimanana, and A. K. Leroy, Astron. J. 151, id. A15 (2016), arXiv:1511.06006 [astro-ph.GA].
  42. G. A. Blanc, T. Weinzirl, M. Song, A. Heiderman, et al., Astron. J. 145, id. 138 (2013), arXiv:1303.1552 [astro-ph.CO].
  43. G. A. Blanc, A. Schruba, N. J. Evans II, S. Jogee, et al., Astrophys. J. 764, id. 117 (2013), arXiv:1212.4152 [astro-ph.GA].
  44. B. C. Whitmore, R. Chandar, H. Kim, C. Kaleida, et al., Astrophys. J. 729, id. A78 (2011), arXiv:1103.4026 [astro-ph.GA].
  45. A. S. Gusev and A. V. Dodin, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 505, 2009 (2021), arXiv:2105.06203 [astro-ph.GA].
  46. R. Beck, N. Loiseau, E. Hummel, E. M. Berkhuijsen, R. Grave, and R. Wielebinski, Astron. and Astrophys. 222, 58 (1989).
  47. G. Heald, R. Braun, and R. Edmonds, Astron. and Astrophys. 503, 409 (2009), arXiv:0905.3995 [astro-ph.GA].
  48. P. Frick, R. Beck, A. Shukurov, D. Sokoloff, M. Ehle, and J. Kamphuis, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 318, 925 (2000).
  49. B. G. Elmegreen, D. M. Elmegreen, R. Chandar, B. Whitmore, and M. Regan, Astrophys. J. 644, 879 (2006), arXiv:astro-ph/0605523.
  50. A. S. Gusev, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 442, 3711 (2014), arXiv:1406.0661 [astro-ph.GA].
  51. Yu. N. Efremov, G. R. Ivanov, and N. S. Nikolov, Astrophys. Space Sci. 135, 119 (1987).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (2MB)
3.

Download (93KB)
4.

Download (166KB)
5.

Download (3MB)
6.

Download (74KB)
7.

Download (1MB)
8.

Download (2MB)
9.

Download (1MB)

Copyright (c) 2023 А.С. Гусев

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».