17.3 Parametry spiral'noi struktury nashei Galaktiki

Lekciya 17. Spiral'naya struktura Galaktiki

17.3 Parametry spiral'noi struktury nashei Galaktiki

Spiral'naya volna plotnosti iskazhaet pole skorostei zvezd v diske, tak kak zvezdy, prohodya cherez volnu, neskol'ko menyayut napravlenie i skorost' svoego dvizheniya. Eti iskazheniya mozhno vyyavit' s ispol'zovaniem nablyudaemyh luchevyh skorostei i sobstvennyh dvizhenii zvezd i rasseyannyh zvezdnyh skoplenii.

V lekcii 7 na ris. 7-11 pokazano raspredelenie molodyh rasseyannyh skoplenii v proekcii na galakticheskuyu ploskost'. Iz risunka vidno, chto skopleniya ocherchivayut otrezki krivyh, kotorye my imeem vse osnovaniya otozhdestvlyat' s otrezkami spiral'nyh vetvei nashei Galaktiki. Yarkie sverhgiganty i zony NII pozvolyayut vydelit' eshe dva otrezka, krome oboznachennyh rasseyannymi skopleniyami na ris. 7-11: tak nazyvaemuyu vetv' -I, raspolozhennuyu blizhe k centru Galaktiki, chem vetv' Kilya-Strel'ca, i vetv' +I, raspolozhennuyu za vetv'yu Perseya. Vnutrennyaya vetv' -I mozhet na samom dele predstavlyat' soboi kol'co, ot kotorogo othodyat spiral'nye vetvi. Takaya struktura nablyudaetsya u nekotoryh spiral'nyh galaktik. Iz nablyudatel'nyh dannyh mozhno naiti geometricheskie parametry spiral'nogo uzora - ugol zakrutki i dlinu volny uzora, a, privlekaya vozrasty ob'ektov i schitaya, chto volna plotnosti yavlyaetsya osnovnym spuskovym mehanizmom processa zvezdoobrazovaniya, - i skorost' volnovogo uzora. Na ris. 17- 4 pokazana kartina raspredeleniya oblastei NII v proekcii na ploskost' Galaktiki (vzyato iz raboty Ryusseya, 2003). Na etom risunke takzhe pokazana shema spiral'nogo uzora, nailuchshim obrazom priblizhayushego nablyudatel'nye dannye. Kak vidim, spiral'naya struktura poluchaetsya chetyrehrukavnoi. Parametry spiral'nogo uzora nashei Galaktiki opredelyalis' neodnokratno raznymi avtorami. Tak, astronomy Astrosoveta AN SSSR v 70-h godah HH-go veka, opredelyaya mesta rozhdeniya rasseyannyh zvezdnyh skoplenii putem rascheta nazad vo vremeni galakticheskih orbit etih ob'ektov, poluchili, chto skorost' spiral'nogo uzora dolzhna byt' okolo 21 km/s•kpk.

Loktin i Matkin iz Ural'skogo universiteta opredelili v 1992 godu srednii ugol zakrutki i skorost' vrasheniya spiral'nogo uzora po polozheniyam rasseyannyh zvezdnyh skoplenii raznogo vozrasta sleduyushim obrazom. Tak kak spiral'naya volna pri svoem dvizhenii po disku vyzyvaet aktivnoe zvezdoobrazovanie i ostavlyaet za soboi zvezdy i skopleniya, voznikaet gradient vozrasta zvezdnyh ob'ektov poperek spiral'nyh vetvei. Etot gradient pozvolyaet opredelit' raznost' mezhdu skorostyami vrasheniya diska i spiral'nogo uzora. Formu spiral'nyh vetvei mozhno predstavit' vyrazheniem: Eto vyrazhenie vybrano potomu, chto na grafike ln R - Θ otrezki spiral'nyh vetvei po rasseyannym skopleniyam predstavlyayutsya otrezkami pryamyh. Esli prologarifmirovat' vyrazhenie (17-6), poluchim: Esli v kachestve vremeni t vzyat' vozrasty skoplenii, to iz vyrazhenii (17-8) metodom naimen'shih kvadratov mozhno poluchit' geometricheskie parametry spiral'noi struktury, pri etom uravneniya (17-7) reshalis' po otdel'nosti dlya skoplenii, prinadlezhashih kazhdomu iz otrezkov spiral'nyh vetvei. V rezul'tate poluchilis' sleduyushie znacheniya: D₀ = 7.2 kpk, Ω_p = (21.2 ± 0.3) km/s•kpk, i = 6œ.8 ± 1œ.6. Pri etom okazalos', chto nailuchshee priblizhenie nablyudaemoi spiral'noi struktury poluchaetsya, esli struktura yavlyaetsya chetyrehrukavnoi. Odnako vopros o chisle spiral'nyh vetvei v nashei Galaktike ostaetsya eshe ves'ma neopredelennym, poskol'ku rukav Oriona mozhet byt' otrogom rukava Kilya-Strel'ca, tak chto sobstvenno spiral'nymi vetvyami sleduet schitat' tol'ko vetvi Kilya-Strel'ca i Perseya. V pol'zu poslednego predpolozheniya svidetel'stvuyut dannye nablyudenii zon HII, pul'sarov i neitral'nogo vodoroda, kotorye ne obnaruzhivayut rukav Oriona, no podtverzhdayut sushestvovanie vetvei Perseya i Strel'ca.

Sushestvovanie spiral'noi volny plotnosti v galakticheskom diske mozhno dokazat' i issleduya pole skorostei zvezd. Naibolee polno eta zadacha reshena v 1979-1980 gg. v rabotah Mishurova, Suchkova i Pavlovskoi (RGU i GAISh MGU), gde vnachale po rasstoyaniyam, sobstvennym dvizheniyam i luchevym skorostyam zvezd nahoditsya geometriya spiral'nogo uzora, polozhenie Solnca otnositel'no rukavov i parametry vrasheniya Galaktiki na solnechnom galaktocentricheskom rasstoyanii. A zatem v formuly vliyaniya differencial'nogo galakticheskogo vrasheniya na luchevye skorosti i sobstvennye dvizheniya zvezd vvodyatsya chleny, uchityvayushie vozmushenie ot gravitacionnogo potenciala volny plotnosti, i vychislyayutsya parametry spiral'noi volny. V chastnosti, po dannym o luchevyh skorostyah sverhgigantov i klassicheskih cefeid pri prinyatii dvuhrukavnoi spiral'noi struktury, R₀ = 8 kpk i V₀ = 220 km/s oni poluchili Ω_p = 23.3 ± 3.6 km/c•kpk i i = 9œ.6 ± 0œ.6. Takim obrazom, rezul'taty issledovaniya polya skorostei zvezd dokazyvayut volnovuyu prirodu spiral'noi struktury, poskol'ku esli by spiral'nye vetvi byli by material'nymi obrazovaniyami, zakruchivaemymi differencial'nym vrasheniem, to dvizheniya ostavalis' by krugovymi.

Publikacii s klyuchevymi slovami: zvezdnaya astronomiya Publikacii so slovami: zvezdnaya astronomiya
Sm. takzhe: Elene Vyacheslavovne Glushkovoi - 50 ! Konferenciya «Sovremennaya zvezdnaya astronomiya - 2014» Konferenciya "Sovremennaya zvezdnaya astronomiya" K 100-letiyu so dnya rozhdeniya Petra Grigor'evicha Kulikovskogo Lekcii po Galakticheskoi Astronomii. 5–8 Lekcii po Galakticheskoi Astronomii. 3–4 Lekcii po Galakticheskoi Astronomii. 1–2 Vse publikacii na tu zhe temu >>