Хімічна еволюція гало галактики - Моделювання та аналіз впливу обміну речовиною на хімічну еволюцію галактик та їх оточення
В розділі досліджується можливість утворення зоряного населення гало галактик в окремих фрагментах до їх злиття.
Старе зоряне населення галактик несе в собі інформацію про процеси, що відбувались в галактиках в ранню епоху їх формування. Дослідження віку та металічностей цих зір дозволяє вносити обмеження в теоретичний опис процесів формування галактик. Саме тому зоряне населення гало вважається зручним об'єктом для тестування моделей формування (прото)галактики.
Якщо ми порівняємо спостережний розподіл зір за металічностями (або функції металічності) для гало Галактики з функцією металічності, отриманою в рамках простої моделі хімічної еволюції, то отримаємо обернену проблему G-карликів (тобто проста модель дасть надлишок зір високої металічності в порівнянні зі спостереженнями). Виникає питання, яким чином в моделі хімічної еволюції галактики можна відтворити спостережну функцію металічності зір поля гало Галактики.
Зазвичай розглядають дві моделі формування галактики. Щоб пояснити спостережну кореляцію між эксцентриситетом та металічністю зір-карликів, Егген, Лінден-Белл та Сендидж розглянули швидкий колапс монолітної протогалактичної хмари, який тривав приблизно 2 -108 років. Проте в рамках такої моделі досить важко пояснити розподіл кулястих скупчень на дві підсистеми за різними кінематичними та хімічними характеристиками. Тому Сірл та Зінн запропонували альтернативну модель формування галактики, в рамках якої зорі та кулясті скупчення гало утворились в фрагментах, які злились з основним тілом на проміжку часу більшому, ніж 1 млрд. років.
В сучасну епоху існує достатня кількість спостережних даних, що свідчать на користь того, що злиття/акреція може відігравати важливу роль в формуванні галактик. Ми розглянемо, чи можливе відтворення спостережної функції металічності гало Галактики у рамках такого сценарію.
Ми припускаємо, що зоряне населення гало являє собою суміш зір, які утворились у фрагментах, які спочатку еволюціонували незалежно від основної протогалактичної хмари та один від одного. Вважається, що хімічна еволюція фрагментів відбувалась однаковим чином, але закінчувалась вона в різних фрагментах в різний час, в залежності від того, коли відбулось їх падіння на протогалактику. Відповідно, на момент злиття фрагменти матимуть різні металічності та рівні астрації (рівень, що показує, яка частка газу перетворилась в зорі). Після злиття зоряне населення фрагмента поповнює зоряне населення гало, а газ йде на формування диску. Кожен фрагмент вносить певну кількість зір певної металічності у розраховану функцію металічності гало галактики в залежності від того, до якого рівня астрації він встиг проеволюціонувати. В певний інтервал функції металічності зір вклад буде вносити той фрагмент, металічність якого перевищує металічність цього інтервалу. Використовуючи спостережну функцію металічності зір гало та модель хімічної еволюції фрагмента можна отримати значення сумарної маси фрагментів, що проеволюціонували до певного значення рівня астрації s (і, відповідно, до певного значення металічності). Знаючи маси фрагментів, можна розрахувати функцію металічності, порівняти її зі спостережною функцією досліджуваної галактики та отримати певне уявлення про еволюцію фрагментів до їх злиття.
В рамках сценарію злиття нами було розраховано функції металічності зір поля гало чотирьох галактик (наша Галактика, М31, М33 та NGC 5128) та функції металічності кулястих скупчень гало шести галактик (наша Галактика, М31, NGC 5128, M87, NGC 1399 та NGC 1404).
Отримані результати дозволяють вважати, що зоряне населення поля гало нашої Галактики сформувалось в фрагментах з різними рівнями астрації, причому розкид значень металічності отриманих фрагментів досить великий. Еволюція фрагментів, у яких сформувалось зоряне населення гало Галактики, розглядалась в рамках простої моделі. Злиття фрагментів, ймовірно, відбувалось впродовж першого мільярду років еволюції Галактики, тому що функцію металічності зір поля гало Галактики можна відтворити без врахування виходу заліза з наднових Ia типу.
Зоряне населення поля гало галактики М33 ймовірно могло сформуватися в одному фрагменті (який проеволюціонував майже до повного перетворення газу в зорі), тобто міг відбутись монолітний колапс протогалактичної хмари.
Також було розглянуто можливість формування зоряного гало галактик М31 та NGC 5128 шляхом злиття двох масивних фрагментів (протогалактик). Було знайдено, що в процесі еволюції протогалактик, що зливаються, важливу роль відіграла акреція газу з первинним хімічним складом. Cфероїд М31, ймовірно, міг утворитися в процесі злиття двох масивних фрагментів, маси яких співвідносились як 1:1. Частка газу, що осів на фрагмент в процесі його еволюції, склала 30% від повної маси фрагменту, і акреція на фрагмент розпочалась через 2.4 млрд. років від початку його еволюції. Зорі поля гало еліптичної галактики NGC 5128 також утворились в двох масивних фрагментах до їх злиття, і співвідношення мас фрагментів склало 1:2.57. Для галактики NGC 5128 частка осідаючого газу склала 50% від повної маси фрагменту і час початку акреції на фрагмент склав 1 млрд. років. Було знайдено, що частка газу, який припадає на утворення дискової складової галактики М31, складає 16-25% від всієї маси галактики, а для галактики NGC 5128 це значення знаходиться у межах 12-21%, що не протирічить даним спостережень.
Формування кулястих скупчень гало нашої Галактики, очевидно, слід розглядати в сукупності з формуванням зір поля гало. В випадку галактик M31 та NGC 5128, формування системи кулястих скупчень гало, ймовірніше, відбувалось окремо від системи зір поля гало цих галактик. Підсистема кулястих скупчень гало еліптичних галактик, що є членами скупчень галактик (тобто M87, NGC 1399 та NGC 1404), могла сформуватися в результаті злиття декількох масивних фрагментів.
Ми з'ясували, таким чином, що спостережні функції металічності зоряних гало галактик дійсно можна відтворити в рамках сценарію злиття окремих фрагментів.
Похожие статьи
-
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...
-
Теорія хімічної еволюції галактик вивчає зміну з часом хімічного складу галактик. Зміна з часом хімічного складу галактик обумовлена еволюцією зір різної...
-
В розділі розглянуто хімічну еволюцію підсистем диску Галактики. Сучасні дослідження кінематики та віку зоряного населення диску нашої Галактики...
-
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...
-
В розділі досліджується можливість збагачення міжгалактичного газу важкими елементами за рахунок постачання їх галактиками на ранніх етапах галактичної...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
Геометрія і механіка Всесвіту - Космологія. Проблеми космології
В основі теорії однорідного ізотропного Всесвіту лежать два постулати: 1. найкращим відомим описом гравітаційного поля є рівняння Ейнштейна; з цього...
-
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...
-
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...
-
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...
-
Примерно 70% галактик имеет спиральную структуру [10,11]. Спиральная структура галактик образуется образуется спиральными волнами плотности, возникающими...
-
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...
-
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...
-
Введение - Происхождение и развитие галактик и звезд
Образование галактик рассматривают как естественный этап эволюции горячей Вселенной. По-видимому, более 15 млрд. лет назад в первичном веществе благодаря...
-
Галактика Млечный Путь - Изучение Вселенной
Наша галактическая система -- рядовая звездная система. На небе в ясную без лунную ночь хорошо видна яркая белесоватая полоса -- Млечный Путь. Он...
-
Прихована маса - Сучасна космологія і проблема прихованої маси у Всесвіті
Космологія прихована маса всесвіт Існуючі у Всесвіті тіла і скупчення речовини астрономи знаходять в основному по їх випромінюванню. Це може бути видимий...
-
Математическая модель Для описания движения КА по ограниченной орбите введем вращающуюся систему координат, связанную с точкой L2. Центр системы...
-
Алгоритм подбора начальной скорости и величины корректирующего импульса Описанные алгоритмы были реализованы в программе GMAT (General Mission Analysis...
-
Для моделирования движения КА на гало-орбите был разработан сценарий в пакете GMAT. Он позволяет моделировать движение КА по ограниченной орбите с...
-
Как было сказано выше, в реальности существуют технические ограничения на точность определения положения КА, скорости КА, а также величину и направление...
-
Орбиты, для которых были рассчитаны направления неустойчивости в предыдущем разделе, лежат в плоскости эклиптики (плоскости XY). Однако также необходимо...
-
Исследование зависимости энергетики поддержания гало-орбиты от места и направления исполнения импульса Суммарный импульс, затрачиваемый на коррекции для...
-
Галактики, Основные составляющие галактики - Изучение Вселенной
Основные составляющие галактики Галактика -- это скопление звезд в объеме, имеющем форму линзы. Большая часть звезд концентрируется в плоскости симметрии...
-
Что такое галактика? - Мир галактик
Далекие туманные объекты - туманности были замечены астрономами еще в XVII веке. О знаменитой туманности Андромеды впервые упомянул современник Галилея...
-
Основные сведения о галактиках - Мир галактик
Солнце - одна из ста миллиардов звезд, образующих гигантскую звездную систему, Галактику, которая представляется нам на небе широкой полосой млечного...
-
В работе была разработана методика расчета гало-орбит вокруг точки либрации L2 системы Солнце-Земля. Для расчета начальной скорости КА и величин...
-
Направление неустойчивости является направлением, исполнение импульса в котором наиболее эффективно. На основе методики, изложенной в разделе 4, был...
-
Модель образования и эволюции галактик
Введение Предлагаемая модель образования и эволюции галактик построена на предположении, что все звездное население галактики рождено из вещества ее...
-
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...
-
ГАЛАКТИКИ. ЗВЕЗДЫ. СОЛНЕЧНАЯ СИСТЕМА - Астрономическая картина мира
Галактики - это гигантские звездные системы (примерно до 1013 звезд). Такого же порядка (n = 13) и массы галактик по отношению к массе Солнца. Строение...
-
НЛО, В поисках внеземных цивилизаций - Галактика и Вселенная
В поисках внеземных цивилизаций Галактика вселенная нло метагалактика черная дыра В распоряжении современной науки до сих пор нет никаких конкретных...
-
Галактика, Наша ближайшая галактическая соседка. Метагалактика - Галактика и Вселенная
Наша ближайшая галактическая соседка. Метагалактика Человек шаг за шагом познает окружающий его мир. С тех пор как люди научились строить различные...
-
Формування та еволюція Сонячної системи, Зоряна туманність - Планети Сонячної системи
Теорії щодо Формування та еволюції Сонячної системи складні і різноманітні, переплітають різні наукові дисципліни, відастрономії і фізики до геології і...
Хімічна еволюція гало галактики - Моделювання та аналіз впливу обміну речовиною на хімічну еволюцію галактик та їх оточення