<< 2. Dinamika malyh grupp | Oglavlenie | 4. Dinamika sharovyh skoplenii >>
3. Dinamika rasseyannyh skoplenii
Samye molodye rasseyannye zvezdnye skopleniya (RZS) v diske Galaktiki formiruyutsya na nashih glazah. Samye starye RZS uzhe prozhili neskol'ko milliardov let. Po dannym nablyudenii populyacii RZS raznogo vozrasta my mozhem prosledit' evolyuciyu prostranstvenno-kinematicheskoi struktury skoplenii, ih funkcii mass i ryada drugih harakteristik.
Soglasno sovremennym predstavleniyam, rasseyannye skopleniya mogut obrazovyvat'sya v rezul'tate ierarhicheskoi fragmentacii turbulentnyh mezhzvezdnyh gazovyh oblakov (sm., naprimer, stat'yu Bonnella i dr. [28]). V rezul'tate obrazuetsya mnogo nebol'shih grupp zvezd, kotorye vzaimodeistvuyut drug s drugom i mogut slivat'sya. V hode evolyucii formiruyutsya vytyanutye struktury tipa volokon.
Zvezdoobrazovanie proishodit odnovremenno v razlichnyh chastyah oblaka. Zdes' temnye tochki sootvetstvuyut formiruyushimsya zvezdam. Turbulentnost' oblaka vyzyvaet vozniknovenie udarnyh voln, kotorye, v svoyu ochered', privodyat k obrazovaniyu voloknistyh struktur. Eti struktury fragmentiruyut na plotnye yadra i otdel'nye zvezdy. Zvezdy «osedayut» v lokal'nye potencial'nye «yamki» i obrazuyut subskopleniya, na kotorye proishodit akkreciya gaza i zvezd. V dal'neishem subskopleniya slivayutsya, i obrazuetsya edinoe skoplenie priblizitel'no sfericheskoi formy s vyrazhennoi koncentraciei zvezd k centru i bez yavnyh priznakov substruktury. Skoplenie soderzhit bolee 400 zvezd i po svoim svoistvam napominaet molodye zvezdnye skopleniya, v chastnosti skoplenie tumannosti Oriona (sm., naprimer, [29]).
Dal'neishaya sud'ba skopleniya nerazryvno svyazana s
effektivnost'yu zvezdoobrazovaniya
v gazovom oblake,
porodivshem skoplenie (sm., naprimer, stat'i Vaina i Bonnella [30];
Boili i Kroupy [31], [32]; Geiera i Burkerta [33]).
Obshii vyvod iz etih i drugih rabot po modelirovaniyu dinamiki RZS
s uchetom vyduvaniya gaza iz skopleniya sostoit v sleduyushem.
Esli zvezdnaya sostavlyayushaya i gazovaya komponenta nahodyatsya v virial'nom
ravnovesii, to dlya sohraneniya svyazannoi gruppirovki zvezd posle
udaleniya gaza dolzhno vypolnyat'sya uslovie
.
Esli nachal'naya dispersiya skorostei zvezd men'she virial'noi,
to vozmozhno formirovanie gruppy zvezd s 
dazhe pri
.
V osobennosti eto kasaetsya yader RZS.
Vybrasyvaemye iz yader zvezdy v rezul'tate sblizhenii s drugimi zvezdami
skopleniya mogut perehodit' s radial'nyh orbit na transversal'nye.
Eto obstoyatel'stvo takzhe sposobstvuet sohraneniyu svyazannoi gruppirovki
zvezd dazhe pri nizkoi effektivnosti zvezdoobrazovaniya
-0.2.
Dal'neishaya evolyuciya ucelevshei chasti zvezdnogo skopleniya opredelyaetsya glavnym obrazom gravitacionnym vzaimodeistviem zvezd drug s drugom i vneshnimi polyami Galaktiki i zvezdno-gazovogo kompleksa, v predelah kotorogo sformirovalos' skoplenie. Opredelennuyu rol' mogut igrat' sblizheniya novorozhdennogo skopleniya s gazovymi oblakami i poterya massy zvezdami v vide zvezdnogo vetra.
Issledovaniyam dinamiki RZS, soderzhashih ot 50 do 500 zvezd, v
ramkah gravitacionnoi zadachi 
tel posvyasheny cikly rabot Arseta
i Vilena, opublikovannyh v 70-e gg. proshlogo veka. Metodika
chislennogo modelirovaniya podrobno opisana Arsetom v obzore
[34] i monografii [35].
Dinamicheskaya evolyuciya RZS vo mnogom opredelyaetsya temi nachal'nymi usloviyami (massy, koordinaty i skorosti zvezd), kotorye sootvetstvuyut epohe formirovaniya skopleniya kak zvezdnoi sistemy. Dlya zadaniya nachal'nyh uslovii obychno ispol'zuyut te ili inye spektr mass, profil' plotnosti i raspredelenie skorostei.
V kachestve nachal'noi funkcii mass chasto ispol'zuyut raspredelenie
Solpitera
pri
. S
drugoi storony, chislennoe modelirovanie processa formirovaniya
zvezdnyh skoplenii [28] pokazyvaet, chto raspredelenie mass
mozhet byt' ne stol' krutym i pokazatel' stepeni
. Neredko berut nachal'nuyu funkciyu mass bolee pologoi dlya zvezd
malyh mass i bolee krutoi - dlya massivnyh zvezd.
Nachal'noe raspredelenie zvezd v skoplenii obychno polagayut sfericheski simmetrichnym. Rassmatrivalis' razlichnye profili plotnosti: odnorodnoe raspredelenie, model' Plammera, modeli Kinga i dr.
Raspredelenie skorostei obychno predpolagayut izotropnym. Obshee
rasshirenie ili szhatie sistemy opredelyaetsya nachal'nym znacheniem
virial'nogo koefficienta 
- otnosheniya kineticheskoi i
potencial'noi energii. Znachenie 
sootvetstvuet virial'nomu
ravnovesiyu, pri 
skoplenie ispytyvaet obshee szhatie, a pri
- rasshirenie. Chasto izuchayutsya skopleniya, nahodyashiesya v
ravnovesnom sostoyanii.
Eshe odin parametr zadaniya nachal'nyh uslovii - dolya pervichnyh dvoinyh. Ona mozhet menyat'sya ot 0 do 100 %.
Sovremennye kompleksy programm izucheniya dinamiki RZS,
takie kak 
(sm., naprimer, [36]),
vklyuchayut ne tol'ko chislennoe integrirovanie uravnenii dvizheniya
zadachi tel, no i uchet celogo ryada dopolnitel'nyh effektov,
takih, kak zvezdnaya evolyuciya, sliyaniya zvezd, vneshnee pole Galaktiki i dr.
K primeru, kompleks sostoit iz dvuh osnovnyh blokov:
integrator 
dlya zadachi tel i programma 
dlya rascheta zvezdnoi evolyucii odinochnyh zvezd i tesnyh dvoinyh sistem.
Stykovka raboty etih dvuh modulei proizvoditsya s nekotorym shagom po vremeni,
kak pravilo, 
srednego vremeni peresecheniya skopleniya,
chto sostavlyaet 
let dlya tipichnyh RZS.
Drugoi primer programmy s «navorotami» dlya modelirovaniya
evolyucii zvezdnyh skoplenii - 
(Arset [34],
[35]). V etoi programme realizovany 
-regulyarizaciya
dvoinyh sblizhenii [20], cepochnaya regulyarizaciya [19]
kratnyh sblizhenii zvezd, a takzhe shema Amada - Koena [37] dlya
bolee tochnogo ucheta vzaimodeistviya zvezd s ih blizkimi sosedyami.
Zvezdnaya evolyuciya «zashita» v s pomosh'yu analiticheskih
approksimacii zavisimostei harakteristik zvezd (mass, radiusov i
t. d.) ot vremeni. Krome togo, v programme uchityvayutsya vneshnie
polya Galaktiki i gazovogo oblaka, v kotorom rozhdaetsya skoplenie.
Chislennye eksperimenty, vypolnyaemye s pomosh'yu programm
i , pozvolyayut stroit' realistichnye modeli RZS
dlya shirokogo spektra nachal'nyh uslovii.
Osnovnye cherty evolyucii RZS:
- imeet mesto segregaciya mass - koncentraciya bolee massivnyh
zvezd v yadre skopleniya;
- proishodit formirovanie tesnyh dvoinyh s neustoichivym
obmenom veshestvom mezhdu komponentami, privodyashim k ih sliyaniyam s
obrazovaniem «golubyh brodyag»;
- dissipaciya zvezd na rannih stadiyah evolyucii skopleniya proishodit
v srednem s bolee vysokimi skorostyami, chem v zrelom vozraste;
- uhody zvezd proishodyat preimushestvenno v napravleniyah tochek Lagranzha
i 
v sisteme Galaktika-skoplenie;
- pod deistviem prilivnogo polya Galaktiki vneshnie chasti skoplenii
stanovyatsya splyusnutymi v napravlenii, ortogonal'nom ploskosti Galaktiki,
i neskol'ko men'she v napravlenii galakticheskogo vrasheniya;
pri etom central'nye oblasti sohranyayut sfericheskuyu simmetriyu;
- zvezdy, ushedshie iz skopleniya na stadii vymetaniya gaza,
formiruyut dvizhushuyusya gruppu.
Predstavlyaet interes sopostavlenie poluchennyh iz chislennogo modelirovaniya prostranstvenno-kinematicheskih i astrofizicheskih harakteristik skoplenii s dannymi nablyudenii RZS. Takoe sravnenie bylo provedeno, v chastnosti, avtorami [36], [38]. V kachestve «podopytnyh krolikov» byli vybrany molodye RZS (skoplenie v tumannosti Oriona - ONC i Pleyady); skopleniya umerennogo vozrasta (Yasli i Giady) i «pozhilye» skopleniya (NGC 3680). Otmecheno soglasie rezul'tatov na kachestvennom urovne. Nekotorye rashozhdeniya v stepeni szhatiya, funkcii svetimosti, otnositel'nom soderzhanii otdel'nyh populyacii zvezd (naprimer, belyh karlikov i gigantov) mogut ob'yasnyat'sya kak osobennostyami formirovaniya skoplenii, tak i effektami nablyudatel'noi selekcii.
Zametim, chto naryadu s modelirovaniem dinamiki RZS v ramkah zadachi
tel sushestvuyut vozmozhnosti teoreticheskogo izucheniya ih
evolyucii. Odin iz takih podhodov razvivaetsya v rabotah Osipkova
(sm., naprimer, [39]). Rassmatrivayutsya uravneniya dlya vekovoi
evolyucii global'nyh parametrov skopleniya, takih, kak virial'nyi
koefficient, komponenty tenzorov inercii i dispersii ostatochnyh
skorostei i t. p. Pri etom uchityvaetsya prilivnoe pole Galaktiki v
lineinom priblizhenii. Opredelyayutsya sobstvennye chastoty malyh
«virial'nyh» kolebanii otnositel'no polozheniya ravnovesiya. V
nelineinom sluchae eti uravneniya, po-vidimomu, pridetsya
integrirovat' chislenno.
<< 2. Dinamika malyh grupp | Oglavlenie | 4. Dinamika sharovyh skoplenii >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
Nebesnaya mehanika - zvezdnaya dinamika - zvezdnoe skoplenie
Publikacii so slovami: Nebesnaya mehanika - zvezdnaya dinamika - zvezdnoe skoplenie | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
