Rambler's Top100Astronet    
  po tekstam   po klyuchevym slovam   v glossarii   po saitam   perevod   po katalogu
 

Na pervuyu stranicu 14.3 Mnogokomponentnost' galakticheskogo galo i ego himicheskie svoistva

Lekciya 14. Himicheskaya evolyuciya zvezdnyh naselenii

14.3 Mnogokomponentnost' galakticheskogo galo i ego himicheskie svoistva

Harakternymi predstavitelyami naseleniya galo Galaktiki, kak my uzhe znaem, yavlyayutsya sharovye zvezdnye skopleniya i nekotorye tipy zvezd polya - subkarliki, krasnye giganty s nizkim soderzhaniem metallov i peremennye tipa RR Liry.

Rassmotrim himicheskie svoistva sharovyh zvezdnyh skoplenii, poskol'ku oni nablyudayutsya na ochen' bol'shih galaktocentricheskih rasstoyaniyah i po nim mozhno neposredstvenno otsledit' sovremennuyu strukturu galo. Himicheskii sostav sharovyh skoplenii korreliruet s parametrami ih prostranstvennogo raspredeleniya, s kinematicheskimi harakteristikami i, vozmozhno, s vozrastami. Analiz etih svyazei pozvolyaet sdelat' vazhnye vyvody o dinamicheskoi evolyucii Galaktiki na rannih ee stadiyah. Raspredelenie metallichnostei etih ob'ektov po dannym kataloga Harrisa bylo pokazano na ris. 8-2. Vazhnoi osobennost'yu etogo raspredeleniya yavlyaetsya znachitel'nyi deficit skoplenii s [Fe/H] ≈ -1.0. Uchityvaya, chto sluchainye oshibki issleduemyh velichin raspredelenie, a oshibki opredeleniya metallichnostei otnyud' ne maly, my mozhem dazhe podozrevat', chto takih skoplenii net sovsem. Znachenie [Fe/H] ≈ -1.0 vydelyaetsya eshe odnim vazhnym svoistvom - pri perehode cherez etu granicu, skachkom menyayutsya harakteristiki prostranstvennogo raspredeleniya etih ob'ektov i ih kinematicheskie svoistva.

V tablice 14-1 privedeny prostranstvenno-kinematicheskie harakteristiki sharovyh skoplenii, razbityh na dve gruppy po velichinam [Fe/H], po dannym Borkovoi i Marsakova (2000). V tablice σr - dispersiya luchevyh skorostei skoplenii, Vvr - skorost' vrasheniya gruppy vokrug galakticheskogo centra, X,Y,Z - shkaly rasstoyanii po sootvetstvuyushim galakticheskim koordinatam, - srednie ekscentrisitety orbit (v skobkah privedeny chislennosti skoplenii v gruppe s izvestnymi orbitami). Iz tablicy yasno, chto v Galaktike est', kak minimum, dve gruppy sharovyh skoplenii, zametno razlichayushihsya po prostranstvennomu raspredeleniyu, kinematicheskim svoistvam i himicheskomu sostavu. Pri etom metallichnaya gruppa demonstriruet ne tol'ko bol'shuyu skorost' vrasheniya i malye ekscentrisitety orbit, no i zametnuyu splyusnutost' k ploskosti Galaktiki, poetomu takie skopleniya vydeleny v podsistemu, nazvannuyu tolstym diskom. Itak, sharovye skopleniya Galaktiki dostatochno otchetlivo razdelyayutsya na dve podsistemy s rezkim razlichiem soderzhaniya metallov. Logika trebuet, chtoby uvelichenie soderzhaniya metallov sootvetstvovalo umen'sheniyu vozrastov skoplenii, no, kak uzhe otmechalos', vopros o razlichiyah opredelyaemyh vozrastov skoplenii raznoi metallichnosti do sih por odnoznachno ne reshen (hotya sovremennye opredeleniya vozrastov skoplenii takuyu zavisimost' vse zhe pokazyvayut).

Tablica 14-1. Prostranstvenno-kinematicheskie harakteristiki sharovyh skoplenii

Parametr [Fe/H]< -1.0 [Fe/H]> -1.0
chislo ShS 92 31
σr, km/s 120 10 72 9
Vvr, km/s 23 30 165 38)
X, kpk 5.5 0.5 3.0 0.5
Y, kpk 4.5 0.5 2.0 0.5
Z, kpk 5.5 1.0 1.0 0.2
0.57 0.04 (48) 0.13 0.04 (2)

Odnako, po-vidimomu, ne vse sharovye skopleniya obrazovalis' iz veshestva edinogo protogalakticheskogo oblaka, i poetomu otnositel'nye soderzhaniya v ih zvezdah razlichnyh himicheskih elementov mozhet zametno otlichat'sya ot srednego po Galaktike. Deistvitel'no, okazalos', chto i naselenie malometallichnyh sharovyh skoplenii takzhe yavlyaetsya neodnorodnym i delitsya na dve gruppy po stroeniyu gorizontal'noi vetvi (my uzhe otmechali, chto stroenie gorizontal'noi vetvi krome metallichnosti i vozrasta zavisit eshe i ot neizvestnogo tret'ego parametra). Vse skopleniya s ekstremal'no golubymi gorizontal'nymi vetvyami okazalis' odinakovo starymi. Oni zanimayut sferoidal'nyi ob'em radiusom primerno 9 kpk i v srednem imeyut dovol'no bol'shuyu skorost' vrasheniya (Vvr = 77 ± 33 km/s) - eto podsistema starogo galo Galaktiki. Naselenie skoplenii s anomal'no krasnymi dlya svoei maloi metallichnosti gorizontal'nymi vetvyami zanimaet v Galaktike ellipsoidal'nyi ob'em s harakternym razmerom ≈ 20 kpk. Mnogie skopleniya, prinadlezhashie etoi gruppe, okazalis' na retrogradnyh orbitah (t.e. vrashayutsya v napravlenii, obratnom galakticheskomu), chto sovsem ne harakterno dlya ob'ektov, geneticheski svyazannyh s edinym protogalakticheskim oblakom. Krome togo nadezhno ustanovleno, chto chast' ih na neskol'ko milliardov let molozhe skoplenii takoi zhe metallichnosti, prinadlezhashih sobstvennomu galo Galaktiki. Predpolagaetsya, chto vse eti skopleniya popali v nashu Galaktiku v rezul'tate razrusheniya ee prilivnymi silami karlikovyh galaktik-sputnikov. Znachit, vse eti skopleniya obrazovalis' iz veshestva, ispytavshego otlichnuyu ot galakticheskoi himicheskuyu evolyuciyu. Sformirovannaya imi podsistema nazyvaetsya galo. Eshe raz zametim, chto takie "akkrecirovannye" zvezdnye ob'ekty dvizhutsya v korone Galaktiki, osnovnuyu chast' massy kotoroi sostavlyaet temnaya materiya. Shematicheskoe izobrazhenie vseh perechislennyh podsistem sharovyh skoplenii privedeno na ris. 8.10.

Privedem konkretnye primery takih skoplenii. V nastoyashee vremya my nablyudaem raspad karlikovoi sfericheskoi galaktiki Sagittarius (Srg). S etoi galaktikoi uverenno associiruyutsya chetyre sharovyh skopleniya: M54, Arp 2, Ter 8 i Ter 7. Skoplenie Pal 12 nahoditsya na znachitel'nom udalenii ot etoi galaktiki, no, soglasno tochno vosstanovlennym orbitam obeih zvezdnyh sistem, byla vybroshena iz Srg primerno poltora milliarda let nazad. Yadrom sistemy obychno polagayut ochen' massivnoe sharovoe skoplenie M54. Krome togo, sisteme Sagittarius s bol'shei veroyatnost'yu prinadlezhat eshe pyat' sharovyh skoplenii: M53, Pal 5, NGC 4147, NGC 5053 i NGC 5634. Elementy galakticheskih orbit skoplenii Rup 106, Pal 13, NGC 5466, NGC 6934 i NGC 7006 takzhe ukazyvayut na to, chto oni byli zahvacheny iz razlichnyh galaktik-sputnikov. Chislennoe modelirovanie dinamicheskih processov, proishodyashih pri vzaimodeistvii Galaktiki s karlikovym sputnikom, odnoznachno svidetel'stvuet, chto dazhe ω Cen - krupneishee iz izvestnyh galakticheskih sharovyh skoplenii, nahodyasheesya dovol'no blizko k galakticheskomu centru i imeyushee retrogradnuyu orbitu, - v svoe vremya bylo yadrom karlikovoi galaktiki. V itoge sharovyh skoplenii vnegalakticheskogo proishozhdeniya okazyvaetsya primerno v poltora raza bol'she, chem malometallichnyh skoplenii galo, t.e. obrazovavshihsya iz edinogo protogalakticheskogo oblaka. Sledovatel'no, akkrecirovannye zvezdnye ob'ekty sostavlyayut podavlyayushuyu dolyu massy sovremennogo galo Galaktiki.

Tipichnye predstaviteli sfericheskoi sostavlyayushei Galaktiki sredi zvezd polya - subkarliki, krasnye giganty i peremennye tipa RR-Liry - takzhe demonstriruyut podobnuyu strukturu, to est' yavlyayutsya sostavlyayushimi treh staryh podsistem Galaktiki - tolstogo diska, sobstvennogo galo i akkrecirovannogo galo. V chastnosti, funkcii metallichnosti etih zvezd demonstriruyut yavnyi deficit ili peregib ogibayushih v okrestnosti [Fe/H] ≈ -1.0, razdelyaya ih na tolstyi disk i galo. Tem ne menee, nadezhnee stratificirovat' zvezdy po galakticheskim podsistemam s pomosh'yu kinematicheskih kriteriev. Vydelyat' zvezdy predpolozhitel'no vnegalakticheskogo proishozhdeniya sleduet po vysokim energiyam ih galakticheskih orbit. Odnako dlya blizkih zvezd vpolne mozhno oboitis' tol'ko ih polnymi prostranstvennymi skorostyami, v chastnosti, kriticheskoe znachenie ostatochnoi skorosti otnositel'no lokal'nogo centroida Vost > 240 km/s nadezhno otdelyaet zvezdy s vysokimi energiyami orbit, pri etom bol'shinstvo ih okazyvaetsya na retrogradnyh orbitah, chto odnoznachno svidetel'stvuet ob ih vnegalakticheskom proishozhdenii. Imenno po takomu kriteriyu vydeleny predpolozhitel'no akkrecirovannye zvezdy polya na risunke 14-1 (otkrytye kruzhki).

Detal'noe issledovanie otnositel'nyh soderzhanii razlichnyh himicheskih elementov v atmosferah neproevolyucionirovavshih zvezd daet vozmozhnost' sravnivat' istorii zvezdoobrazovaniya v ih roditel'skih izolirovannyh protogalakticheskih fragmentah. V chastnosti okazalos', chto sredi malometallichnyh akkrecirovannyh ob'ektov prisutstvuet zametnaya dolya s anomal'no nizkimi (inogda dazhe nizhe solnechnogo) otnositel'nymi soderzhaniyami ?-elementov (sm. na ris. 14-1 otkrytye kruzhki). Eto, skoree vsego, oznachaet, chto za predelami edinogo protogalakticheskogo oblaka, t.e. v protooblakah karlikovyh galaktik, skorost' zvezdoobrazovaniya i/ili nachal'naya funkciya mass zvezd byli inymi.

Otmetim, chto sredi nablyudaemyh ob'ektov galo chrezvychaino malo ob'ektov s metallichnostyami [Fe/H] < -3.0. Eto oznachaet, chto zametnoe zvezdoobrazovanie izvestnyh nam tipov zvezd i skoplenii nachalos' posle togo, kak 0.002% massy Galaktiki prevratilos' v tyazhelye elementy. To, chto ne nablyudayutsya zvezdy, ne soderzhashie v spektrah linii tyazhelyh elementov, to est' zvezdy naseleniya III, do sih por yavlyaetsya zagadkoi. Po sovremennym nablyudatel'nym dannym samaya bednaya metallami zvezda imeet metallichnost' lish' [Fe/H] = -5.4.

Publikacii s klyuchevymi slovami: zvezdnaya astronomiya
Publikacii so slovami: zvezdnaya astronomiya
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [3]
Ocenka: 3.1 [golosov: 217]
 
O reitinge
Versiya dlya pechati Raspechatat'

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce


Astronet | Nauchnaya set' | GAISh MGU | Poisk po MGU | O proekte | Avtoram

Kommentarii, voprosy? Pishite: info@astronet.ru ili syuda

Rambler's Top100 Yandeks citirovaniya