Хімічна еволюція диску Галактики - Моделювання та аналіз впливу обміну речовиною на хімічну еволюцію галактик та їх оточення
В розділі розглянуто хімічну еволюцію підсистем диску Галактики.
Сучасні дослідження кінематики та віку зоряного населення диску нашої Галактики дозволяють говорити про присутність в диску двох різних зоряних популяцій, названих тонким і товстим дисками. Вони розрізняються за віком, хімічним складом та просторовим розташуванням. Зокрема, в товстому диску спостерігається вищий вміст б-елементів порівняно з тонким диском (див., наприклад, роботи Мішеніної та інш., Бенсбі та інш.).
Ми припустили, що розбіжності в хімічному складі тонкого та товстого дисків можуть бути викликані різними історіями зоретворення в обох складових диску. Щоб перевірити це припущення, було побудовано відкриту двозонну модель хімічної еволюції диску. Галактичний диск ділиться на дві зони - товстий і тонкий диски. Процес зоретворення в диску Галактики розглядається як ряд спалахів з формуванням популяції зір впродовж кожного спалаху. Темп зоретворення Ш(t) в товстому і тонкому дисках описується слідуючим чином:
Ш (t) ~
Де Ttop та Tsfr - вільні параметри темпу зоретворення. В процесі еволюції тонкого та товстого дисків Галактики відбувається акреція позагалактичного газу з догалактичним хімічним складом з екстрагало. Вважається, що газ, який осідає на диск, має догалактичний хімічний склад, оскільки, згідно з Тозі, акреція газу з металічністю, що не перевищує 0.1 сонячного значення металічності, дає такі ж результати, як і акреція газу з догалактичним хімічним складом.
Згідно з Пілюгіним та Едмундсом, швидкість притоку газу на диск описується функцією:
A(t) = a0 exp(- t / Tinf),
Де Tinf та a0 - вільні параметри притоку газу. Підібравши відповідні вільні параметри, ми можемо отримати такий темп зоретворення та притоку позагалактичного газу, який дозволить відтворити спостережний вміст важких елементів в зоряному населенні підсистем диску Галактики.
Ми приймаємо вік диску Галактики рівним 13 мільярдам років. Історія зоретворення компонентів диску Галактики вибиралась таким чином, щоб зоряне населення товстого диску зформувалось 10 - 13 млрд років тому, а переважна більшість зір тонкого диску мали б вік менший від 10 млрд років (що відповідає спостережним даним). Для кожної зони розраховувалась Галактична еволюція магнію, кремнію, кисню та заліза. Вибір саме таких елементів був обумовлений наявністю відповідних спостережних даних.
Значення параметрів моделі, при використанні яких еволюційні треки моделі якнайкраще відтворюють дані спостережень хімічного складу зір тонкого диску, подані в Табл. 1.
Таблиця 1. Параметри темпу зоретворення та притоку газу в моделі
Тонкий диск |
Товстий диск | |
Ttop, млрд. р. |
1 |
1 |
Tsfr, млрд. р. |
8 |
5 |
Tinf, млрд. р. |
5 |
7 |
A0 |
0.06 |
0.1 |
Використання таких значень параметрів темпу зоретворення та притоку позагалактичного газу у нашій моделі дозволяє достатньо добре відтворити співвідношення [Mg/Fe] - [Fe/H], [Si/Fe] - [Fe/H] та [Mg/Fe] - [Si/Fe] у тонкому диску. Але модель недостатньо добре відтворює усереднені дані спостережень на значеннях металічності, які перевищують сонячне значення, особливо в випадку кремнію. Модель гірше відтворює еволюцію абсолютного вмісту магнію, кремнію та заліза в зорях тонкого диску порівняно з еволюцією відносного вмісту цих елементів.
Отримані значення параметрів нашої моделі тонкого диску співпадають з параметрами "best fit" моделі Пілюгіна та Едмундса, які досліджували співвідношення "вік - металічність", "вік - [O/H]" та розподіл за металічностями зір сонячної околиці нашої Галактики. Значення віку диску Галактики, яке прийнято в роботі вищезгаданих авторів, також дорівнює 13 млрд. років; отриманий ними трек моделі добре відтворює значення абсолютного вмісту заліза в зоряному населенні диску Галактики, отриманих Едвардссоном та інш. При тих же параметрах наша модель для тонкого диску досить добре відтворює співвідношення "вік - металічність" зоряного населення диска, отримане Едвардссоном та інш. для цілого диску (тобто без розбиття на підсистеми).
Травальо та інш. продемонстрували (як приклад роботи своєї моделі) діаграму [O/Fe] - [Fe/H] для трьох зон Галактики - гало, тонкого і товстого дисків. З рис.3b в їх роботі ми можемо бачити, що фаза товстого диску охоплює інтервал металічностей -2.5 < [Fe/H] < -1.0, а фаза тонкого диску починається на значенні [Fe/H] > -1.5. Однак, нові спостереження ясно показують, що діапазон металічностей зоряного населення товстого диску продовжується щонайменше до значення металічності [Fe/H] ~ -0.3. Згідно Мішеніній та інш. [17], зоретворення в товстому диску зупинилось при значеннях [Fe/H] = -0.3, [Mg/Fe] = +0.2 та [Si/Fe]= +0.17. Наші результати моделювання відносного вмісту в товстому диску підтверджують цей висновок Мішеніної та інш. - зоретворення в моделі товстого диску зупиняється після досягнення вмісту магнію, кремнію та заліза вищезгаданих значень. Ми виявили, що збільшений відносний вміст б-елементів в товстому диску порівняно з тонким диском Галактики виникає за рахунок більш інтенсивного притоку позагалактичного газу на товстий диск в процесі його еволюції.
Ми розрахували також функцію металічності для зоряного населення тонкого диску і отримали добру збіжність зі спостережною функцією металічності. Ми отримали значення параметрів історії зоретворення для тонкого і товстого дисків Галактики (Табл. 1) і показали, що в моделі необхідно використовувати різні історії зоретворення для цих підсистем диску, щоб відтворити спостережний відносний вміст досліджуваних елементів. Важливу роль в виникненні різниці значень відносного вмісту важких елементів у цих двох підсистемах диску Галактики відіграла акреція газу на диск - акреція позагалактичного газу повинна бути більш інтенсивною в товстому диску, ніж в тонкому диску Галактики.
Похожие статьи
-
Теорія хімічної еволюції галактик вивчає зміну з часом хімічного складу галактик. Зміна з часом хімічного складу галактик обумовлена еволюцією зір різної...
-
Висновки - Моделювання та аналіз впливу обміну речовиною на хімічну еволюцію галактик та їх оточення
Міжгалактичний хімічний зоретворення експоненційний В дисертаційній роботі було проведено дослідження впливу обміну речовиною на хімічну еволюцію...
-
Вступ - Моделювання та аналіз впливу обміну речовиною на хімічну еволюцію галактик та їх оточення
В дисертації викладені результати дослідження впливу обміну речовиною на хімічну еволюцію галактик та їх оточення. Актуальність теми. Дослідження...
-
В розділі досліджується можливість збагачення міжгалактичного газу важкими елементами за рахунок постачання їх галактиками на ранніх етапах галактичної...
-
В розділі досліджується можливість утворення зоряного населення гало галактик в окремих фрагментах до їх злиття. Старе зоряне населення галактик несе в...
-
1. Никитюк Т. Об обогащении металлами Lб - облаков // Кинематика и физика небесных тел. - 2001.- т. 17, N 3. - С. 223 - 232. 2. Никитюк Т. Формирование...
-
Молочний Шлях і Галактика - Будова та еволюція Всесвіту. Наша Галактика
Довгий шлях пройшла наука, перш ніж було встановлено структуру навколишнього Всесвіту. Тільки на початку XX ст. остаточно доведено, що всі видимі на небі...
-
Зоряні скупчення й асоціації - Будова та еволюція Всесвіту. Наша Галактика
У деяких місцях на небі в телескоп, а подекуди навіть не озброєним оком можна розрізнити тісні групи зір, пов'язаних взаємним тяжінням,- або зоряні...
-
ДИСК - Размеры и структура нашей Галактики
По сравнению с гало диск вращается заметно быстрее. Скорость его вращения не одинакова на различных расстояниях от центра. Она быстро возрастает от нуля...
-
Виды галактик - Звездные системы галактики
Галактики во Вселенной не похожи друг на друга. Некоторые из них ровные и круглые, другие имеют форму уплощенных разметавшихся спиралей, а у некоторых не...
-
Звезды Галактики - Размеры и структура нашей Галактики
Вращение звезд Галактики не подчиняется и закону Ньютона. Этот необъяснимый факт привел к новым удивительным открытиям, связанным с понятием темной...
-
Галамктика (др.-греч. ГблбоЯбт -- молочный, млечный) -- гигантская, гравитационно-связанная система из звезд и звездных скоплений, межзвездного газа и...
-
О нашей Галактике. Млечный Путь - О нашей Галактике Млечный Путь
"...Мироздание предохранено от разрушения и способно существовать вечно... ... Тем, кто рассматривает различные области природы целенаправленно и...
-
Рух Сонячної системи, Обертання Галактики - Будова та еволюція Всесвіту. Наша Галактика
На початку XIX ст. В. Гершель за власними рухами небагатьох близьких зір установив, що відносно них Сонячна система рухається в напрямі сузір'я Ліри і...
-
Рухи зір у Галактиці - Будова та еволюція Всесвіту. Наша Галактика
В давнину зорі не випадково називали "нерухомими". Лише у XVIII ст. було виявлено дуже повільне переміщення Сіріуса серед зір, помітне при порівнянні...
-
Модель образования и эволюции галактик
Введение Предлагаемая модель образования и эволюции галактик построена на предположении, что все звездное население галактики рождено из вещества ее...
-
Сколько лет Вселенной - Галактика и Вселенная
Определить возраст мира - это задача науки космогонии. Больше двухсот миллионов лет тратит Солнце, чтобы обернуться вокруг центра Галактики. Это так...
-
Эволюция и строение галактик - Эволюция Вселенной
Поэт спрашивал: "Послушайте! Ведь, если звезды зажигают -- значит -- это кому-нибудь нужно?". Мы знаем, что звезды нужны, чтобы светить, и наше Солнце...
-
Галактика - История астрономических знаний
С XVII века важнейшей целью астрономов стало изучение Млечного Пути - этого гигантского собрания звезд, которые Галилей увидел в свой телескоп. Усилия...
-
Гигантская спиральная система, называемая Млечным Путем входит в местную систему и является одной из самых больших галактик системы. В мире галактик наш...
-
СОСТАВ ГАЛАКТИК - Свойства галактики
Межзвездные газ и пыль. Распределение газа в галактике может сильно отличаться от распределения звезд. Иногда газ прослеживается до значительно больших...
-
ОЦЕНКА РАССТОЯНИЙ ДО ГАЛАКТИК - Свойства галактики
Многие характеристики галактик, такие как светимость, линейные размеры, масса газа и звезд, период вращения, невозможно оценить, если не известно...
-
Строение Галактики. Виды Галактик - Происхождение Вселенной
Окружающие Солнце звезды и само Солнце составляют малую часть гигантского скопления звезд и туманностей, которую называют Галактикой. Галактика имеет...
-
Эволюция и строение галактик - Развитие Вселенной
Поэт спрашивал: "Послушайте! Ведь, если звезды зажигают, - значит - это кому-нибудь нужно?". Мы знаем, что звезды нужны, чтобы светить, и наше Солнце...
-
Виды галактик и их строение, Спиральные галактики - Виды галактик и их строение
Многообразны формы галактик. Большинство галактик относят к нескольким основным типам (по характерным внешним признакам, а мелкие различия галактик...
-
СПИРАЛЬНЫЕ ВЕТВИ - Размеры и структура нашей Галактики
Одним из наиболее заметных образований в дисках галактик, подобных нашей, являются спиральные ветви (или рукава). Они и дали название этому типу объектов...
-
Що є Земля, Місяць, Сонце, зорі? Де починається і де закінчується Всесвіт? Коли він виник і з чого складається? Що сприяло його утворенню? Де межі його...
-
ГАЛО - Размеры и структура нашей Галактики
Границы нашей Галактики определяются размерами гало. Радиус гало значительно больше размеров диска и по некоторым данным достигает нескольких сот тысяч...
-
Размеры Галактики - Размеры и структура нашей Галактики
Основываясь на результатах своих подсчетов, Гершель предпринял попытку определить размеры Галактики. Он заключил, что наша звездная система имеет...
-
Вступ, Еволюція зірок - Еволюція зірок
Дивлячись на всіяне зорями небо, людина приходить у захват, не залишаючись байдужим до того, що бачить. "Відкрилася безодня, зірок повна. Зіркам числа...
-
Введение - Размеры и структура нашей Галактики
Галактика состоит из двух основных подсистем диска и гало, вложенных одна в другую и гравитационно-связанных друг с другом. Первая - сферическое гало, ее...
-
Метагалактика - Звездные системы галактики
Понятие " Метагалактика " не является вполне ясным. Оно сформировалось на основании аналогии со звездами. Наблюдения показывают, что галактики, подобно...
-
Масса галактик - Звездные системы галактики
Не так много лет назад одной из наиболее надежных областей внегалактической астрономии было определение масс галактик. Для этой цели были разработаны...
-
МЕСТО СОЛНЦА В ГАЛАКТИКЕ - Солнце, его строение и особенности
В окрестностях Солнца удается проследить участи двух спиральных ветвей, удаленных от нас примерно на 3 тысячи световых лет. По созвездиям, где...
-
Эволюция галактик - Звездные системы галактики
Одна из задач современной астрономии - понять, как образовались галактики и как они эволюционируют. Во времена Эдвина Хаббла и Харлоу Шепли было...
-
Структура Млечного пути - О нашей Галактике Млечный Путь
Диаметр Галактики составляет около 30 тысяч парсек (порядка 100 000 световых лет) при оценочной средней толщине порядка 1000 световых лет. Галактика...
-
МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ И СТРУКТУРА ГАЛАКТИК - Свойства галактики
Многообразие наблюдаемых форм галактик вызвало у астрономов желание объединить похожие объекты и разбить галактики на ряд классов по их внешнему виду (по...
-
Примерно 70% галактик имеет спиральную структуру [10,11]. Спиральная структура галактик образуется образуется спиральными волнами плотности, возникающими...
-
ОБЩИЕ СВОЙСТВА ГАЛАКТИК - Свойства галактики
Галактики - сложные по составу и структуре системы. Самые маленькие из них по числу звезд сопоставимы с большими звездными скоплениями в нашей Галактике,...
-
Галактики - гигантские звездные острова, находящиеся за пределами нашей звездной системы (нашей Галактики). Идея о том, что наша Галактика не заключает в...
Хімічна еволюція диску Галактики - Моделювання та аналіз впливу обміну речовиною на хімічну еволюцію галактик та їх оточення