Особенности кинематики звезд в окрестностях Солнца ПОПОВА Мария Эриковна Уральский Государственный Университет. - презентация

1 Особенности кинематики звезд в окрестностях Солнца ПОПОВА Мария Эриковна Уральский Государственный Университет

2 Задача - определение компонентов скорости движения Солнца по лучевым скоростям и собственным движениям звезд и рассеянных звездных скоплений. ВВЕДЕНИЕ Скорость солнечного движения относится к ключевым параметрам звездной кинематики, т.к. вводит систему отсчета. Однако, есть существенные разногласия в определении компонентов скорости (особенно в направлении галактического вращения), н.п. Dehnen, Binney (1998) (U O, V O, W O ) = (10.0 ± 0.4, 5.2 ± 0.6, 7.2 ± 0.4) км/с Fehrenbach et al. (2001) (U O, V O, W O ) = (2.9 ± 0.6, 10.4 ± 0.6, 4.8 ± 1.2) км/с

3 ВЫБОРКА: Звезды каталог Hipparcos (van Leeuwen, Astron. Astrophys. 474, 653 (2007)) каталог Харченко (Kharchenko et al., Astron. Nachr. 328, 889 (2007)) РЗС каталог Dias (Dias et al., Astron. Astrophys. 389, 871 (2002)) Звезды - расстояния от Солнца 300 пк. РЗС - расстояния от Солнца 1 кпк. Ошибки параллаксов, собственных движений и лучевых скоростей 30%.

4 ГР-диаграмма (выбранные подгруппы звезд) 1.1. По звездам Количество звезд субгиганты4190 кр.гиганты1454 гп гп гп гп ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОМПОНЕНТОВ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СОЛНЦА

5 Отбор звезд по диаграмме Линдблада (отбор по эксцентриситетам галактических орбит). Звезды с малым эксцентриситетом лучше представляют кинематические свойства звезд в тонком диске. гп 3 Зависимость ошибки определения U O от количества оставленных в подвыборке звезд

6 гп 3 Компоненты скорости движения Солнца, полученные по лучевым скоростям и собственным движениям звезд.

7 UOUO VOVO WOWO количество звезд после отбора субгиг.10.7 ± ± ± кр.гиг.9.5 ± ± ± гп ± ± ± гп ± ± ± гп ± ± ± гп ± ± ± среднее11.1 ± ± ± 0.3 Компоненты скорости движения Солнца по лучевым скоростям и собственным движениям звезд окрестностей Солнца

8 Вывод: отбор звезд по эксцентриситетам не обеспечивает надежного подавления асимметрии Стремберга в подвыборках (особенно для определения V O ). Метод предполагает свободное от локальных эффектов распределение остаточных скоростей. В действительности, распределение скоростей звезд сильно структурировано. Большие ошибки (в V O ) вызваны локальными эффектами в распределении остаточных скоростей звезд. Необходимо увеличение рассматриваемого объема Галактики. Удобные объекты - РЗС. Молодые => имеют практически круговые орбиты.

9 Поле остаточных скоростей для РЗС Распределение достаточно однородно, кинематические группировки скоплений практически не выделяются Определение компонентов скорости движения Солнца по РЗС

10 Распределение РЗС в плоскости Галактики с остаточными скоростями. Солнце - X = 8.3 кпк Y = 0.0 кпк Для вычисления компонентов скорости движения Солнца можно использовать РЗС с r 1 кпк. Вероятно, собственные движения слабых звезд каталогов UCAC-2 и UCAC-3 отягощены существенными систематическими ошибками.

11 Компоненты скорости движения Солнца (U O и V O ), полученные по лучевым скоростям и собственным движениям РЗС U O = 9.4 ± 0.2 км/с V O = 11.0 ± 0.5 км/с (W O = 7.1 км/с по звездам) После отбора по диаграмме Линдблада РЗС

12 На плоскости V R - V θ явно выделяются сгущения звезд, имеющих близкие скорости - движущиеся группы. Движущиеся группы, вероятно, имеют динамическое происхождение, поэтому их удобно использовать для изучения крупномасштабной структуры и динамики Галактики. 2. ПОЛЕ ОСТАТОЧНЫХ СКОРОСТЕЙ ПО ДАННЫМ О ЗВЕЗДАХ V R > 0 от центра Галактики V θ > 0 в сторону вращения Галактики

13 Сглаженное поле остаточных скоростей (вейвлет-сглаживание) Полосовая цифровая фильтрация выделяет многочисленные сгущения звезд, в основном совпадающие с известными кинематическими группами.

14 Выделенные движущиеся группы Francis, Anderson (2009) Antoja, Figueras et al. (2008) Famaey, Siebert, Jorissen (2008) Наиболее полное распределение движущихся групп - Zhao, Zhao, Chen (2010) (квадраты) Stream 1 не отмечен ни в одной из работ.

15 На диаграмме Линдблада хорошо разделяются движущиеся группы звезд. Выделенные движущиеся группы

16 ГР-диаграммы для движущихся групп (изохроны Girardi, Bertelli et al. (2003))

17 Чем дальше к периферии на диаграмме V R -V θ расположена движущаяся группа, тем больше ее ГР-диаграмма похожа на диаграмму для РЗС. ГР-диаграммы для движущихся групп (изохроны Girardi, Bertelli et al. (2003))

18 ВЫВОДЫ: Компоненты скорости движения Солнца по лучевым скоростям и собственным движениям звезд: U O = 11.1 ± 0.6 км/с, V O = 15.1 ± 1.3 км/с, W O = 7.1 км/с, по РЗС: U O = 9.4 ± 0.2 км/с, V O = 11.0 ± 0.5 км/с. Различия в этих оценках и ранее получавшихся значительно больше интервала ошибок. Звезды окрестностей Солнца менее пригодны для определения компонентов скорости движения Солнца в связи с особенностями распределения скоростей. Следует выбирать объекты из большого объема. Кинематические группы не позволяют с достаточной точностью установить систему отсчета скоростей в Галактике. Остается открытым вопрос о происхождении движущихся групп. Идея чисто динамического происхождения групп (н.п. Famaey et al. (2008)) на основе большого разброса возрастов и металличностей звезд в пределах одной группы не очень убедительна, т.к. единственный критерий принадлежности к группе - кинематический.

19 Астрономическая обсерватория Уральского Университета Екатеринбург СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

20

21 V R =dR/dt V θ =R*dθ/dt

22 Компоненты скорости движения Солнца: средневзвешенные по лучевым скоростям и собственным движениям (точечные ломаные) и средневзвешенные по всем подгруппам (прямые линии)

23 ДИАГРАММА ЛИНДБЛАДА (интегралы движения – энергии и момента) - Галактика находится в приблизительно стационарном состоянии - Симметрия относительно оси вращения Все объекты находятся на диаграмме Линдблада в области, ограниченной двумя линиями: Используемая кривая вращения - кривая круговых орбит - энергии (полная энергия системы const) - момента (=площадей) (угловой момент относительно оси вращения const)