8.2 Fotometricheskie diagrammy sharovyh skoplenii

Lekciya 8. Sharovye zvezdnye skopleniya

8.2 Fotometricheskie diagrammy sharovyh skoplenii

Diagrammy pokazatel' cveta-zvezdnaya velichina sharovyh skoplenii imeyut harakternyi vid dlya starogo naseleniya Galaktiki i slozhnuyu strukturu, pozvolyayushuyu provodit' tonkii analiz svoistv zvezdnogo naseleniya etih ob'ektov. GR-diagrammy sharovyh skoplenii harakterny dlya malomassivnyh (s massami menee 1M?) zvezd s ponizhennym soderzhaniem metallov. Ih struktura kachestvenno opisyvaetsya sovremennoi teoriei zvezdnoi evolyucii.

Na ris. 8-3 priveden shematicheskii vid GR-diagrammy sharovyh skoplenii. Na risunke pokazano dva nabora po tri teoreticheskie izohrony dlya vozrastov 12, 14 i 16 milliardov let dlya dvuh znachenii soderzhaniya metallov - [Fe/H] = -1.26 i -2.03. Smesheniya posledovatel'nostei demonstriruyut vliyanie vozrastov i soderzhaniya metallov na vid GR-diagrammy. Osnovnoi strukturnyi element diagrammy - glavnaya posledovatel'nost' (GP), plavno perehodyashaya v vetv' subgigantov (VSG) i zatem v vetv' krasnyh gigantov (VKG). No posle stadii krasnogo giganta, kogda v yadre zvezdy zagoraetsya gelii i ona teryaet chast' svoei obolochki, zvezda perehodit na tak nazyvaemuyu gorizontal'nuyu vetv' (GV), tochnee - na gorizontal'nuyu vetv' nulevogo vozrasta (GVNV).

Svetimost' zvezd gorizontal'noi vetvi zavisit v osnovnom tol'ko ot soderzhaniya tyazhelyh elementov, chto daet vozmozhnost' ispol'zovat' svetimost' GV dlya opredeleniya modulei rasstoyaniya sharovyh skoplenii. Zvezdy gorizontal'noi vetvi imeyut gelievye yadra, v kotoryh gelii prevrashaetsya v uglerod. Vyshe gelievogo yadra v obolochke zvezdy prodolzhaet goret' vodorod v sloevom istochnike. Vvidu slaboi zavisimosti massy gelievogo yadra ot nachal'noi massy zvezdy, zvezdy GV predstavlyayut soboi gelievye yadra pochti odnoi i toi zhe massy, okruzhennye vodorodnymi obolochkami raznoi massy. V zavisimosti ot massy vodorodnoi obolochki zvezda popadaet na raznye chasti gorizontal'noi vetvi - golubuyu ili krasnuyu, razdelyaemye polosoi nestabil'nosti, v kotoroi nablyudayutsya peremennye tipa RR Liry. V polose nestabil'nosti, vydelennoi na ris. 8-3 punktirnymi liniyami, zvezdy postoyannogo bleska otsutstvuyut (probel Shvarcshil'da).

Morfologicheskuyu strukturu GV udobno harakterizovat' parametrom (B - R)/(B + V + R), gde B, V i R - kolichestvo zvezd na golubom konce, v probele Shvarcshil'da i na krasnom konce gorizontal'noi vetvi skopleniya, sootvetstvenno. Etot parametr chasto nazyvayut cvetom gorizontal'noi vetvi. Cvet gorizontal'nyh vetvei sharovyh skoplenii ochen' horosho korreliruet s ih tipom po Oosterhofu - sharovye skopleniya s bol'shimi srednimi periodami lirid (tip II po Oosterhofu) imeyut, kak pravilo, ekstremal'no golubye GV, bol'shoi procent peremennyh tipa RRc i ochen' nizkuyu metallichnost'. Blagodarya tomu, chto cvet gorizontal'noi vetvi mozhno opredelit' prakticheski dlya lyubogo skopleniya, togda kak tip po Oosterhofu tol'ko dlya teh, u kotoryh nablyudayutsya liridy, etot parametr v nastoyashee vremya chashe ispol'zuyut dlya klassifikacii skoplenii. Dalee budet pokazano, chto po cvetu gorizontal'noi vetvi mozhno otlichit' skopleniya geneticheski svyazannye s Galaktikoi ot skoplenii eyu zahvachennyh.

V processe evolyucii zvezda pokidaet gorizontal'nuyu vetv' nulevogo vozrasta i dvizhetsya vpravo i neskol'ko vverh, postepenno perehodya na tak nazyvaemuyu asimptoticheskuyu vetv' gigantov (AVG). Na asimptoticheskuyu vetv' gigantov prihodyat pochti vse zvezdy gorizontal'noi vetvi, krome zvezd ee levogo konca, kotorye srazu perehodyat v belye karliki. Pri perehode s gorizontal'noi vetvi na asimptoticheskuyu vetv' gigantov chast' zvezd peresekaet polosu nestabil'nosti i stanovyatsya peremennymi tipa RR Liry i W Devy. Zvezdy tipa W Devy nablyudayutsya tol'ko v skopleniyah s razvitoi goluboi gorizontal'noi vetv'yu. Stadiya AVG harakterizuetsya tem, chto zvezdy na nei intensivno teryayut massu, vozvrashaya gaz v mezhzvezdnuyu sredu. GR-diagrammy otdel'nyh sharovyh skoplenii imeyut opredelennye strukturnye osobennosti. Na ris. 8-4 privedena nablyudatel'naya GR-diagramma sharovogo skopleniya NGC 1261. Na GR-diagramme etogo skopleniya vidno, chto krasnaya chast' gorizontal'noi vetvi gusto naselena zvezdami, a na goluboi gorizontal'noi vetvi zvezd pochti net. Na sleduyushem risunke 8-5 pokazana GR-diagramma skopleniya NGC 1851. Zdes' gusto zaseleny obe chasti gorizontal'noi vetvi i otlichno vidna asimptoticheskaya vetv' gigantov. Skoplenie eto dalekoe, tak chto dazhe u predel'noi vidimoi velichiny V ? 20m net i sledov glavnoi posledovatel'nosti.

Na risunke 8-6 priveden eshe odin primer - GR-diagramma sharovogo skopleniya NGC 228. Zdes' my vidim, chto zaselena tol'ko golubaya gorizontal'naya vetv'. Iz privedennyh primerov yasno, chto sharovye skopleniya mogut imet' raznuyu morfologiyu gorizontal'noi vetvi. Osnovnym parametrom, opredelyayushim strukturu GR-diagrammy sharovyh skoplenii, yavlyaetsya soderzhanie tyazhelyh elementov. Kak pokazyvayut teoreticheskie raschety zvezdnyh atmosfer, vozrast takzhe smeshaet GV skopleniya v golubuyu storonu. Odnako imeyutsya skopleniya blizkie po metallichnosti i vozrastu, no s raznoi morfologiei gorizontal'nyh vetvei. V itoge voznikaet tak nazyvaemaya "problema tret'ego parametra" - chto zhe upravlyaet strukturoi GR-diagrammy krome soderzhaniya tyazhelyh elementov i vozrasta? Reshenie etoi problemy ochen' vazhno, poskol'ku, kak my pozzhe uvidim, sharovye skopleniya s anomal'no pokrasnevshimi GV obladayut rezko otlichnymi prostranstvenno-kinematicheskimi i himicheskimi svoistvami.

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 >>