银河系化学演化及球状星团多星族问题研究

发布时间：2020-03-19

　　恒星的化学元素丰度特征能够反映其形成和演化历史. 以化学元素丰度为手段, 研究了银河系中恒星的径向迁移对银河系化学演化的影响, 以及球状星团中渐进巨星支(AGB)恒星的多星族问题.

　　近年的观测和理论研究表明: 恒星在银盘里有径向迁移. 基于详细的银河系化学演化模型, 再采用分布函数模拟恒星径向迁移过程, 研究了恒星的径向迁移对银盘径向元素丰度梯度的影响. 结果显示: 太阳邻域的恒星诞生于很大的银心距范围内. 恒星的径向移动使某一银心距处恒星的金属丰度弥散到一定范围, 使恒星的年龄与金属丰度不再是单调关系. 星际介质中铁元素和氧元素丰度沿银盘径向分布不会因为恒星的径向迁移而产生明显差异, 即恒星的径向迁移不会明显改变元素丰度在银盘径向的梯度, 但该梯度会因此变得平缓. 年老恒星的元素丰度梯度比年轻恒星的更平缓.

　　球状星团是银河系的重要组成部分. 光谱和测光的研究都揭示出球状星团中存在多个星族, 利用欧洲南方天文台甚大望远镜(ESO/VLT)上的多目标中高分辨率光纤光谱仪FLAMES (Fibre Large Array Multi Element Spectrograph), 对4个银河系球状星团(NGC 104、 NGC 2808、 NGC 6121、 NGC 6809)的AGB和红巨星支(RGB)恒星样本进行了观测, 从光谱数据得到了样本星的钠丰度. 与RGB星相比, 星团的AGB星的钠丰度也都呈现出显著的弥散, 说明在这4个星团中均存在富钠的第2星族AGB星. K-S检验表明, NGC 104、NGC 2808和NGC 6809的AGB和RGB星的钠丰度可认为遵从同一分布, 而NGC 6121的AGB和RGB星的钠丰度是不同的分布, 明显缺乏高钠的AGB星. 各星团样本中第1和第2星族恒星的数量及所占比例也可以得到. 从文献中收集了另外4个银河系球状星团(NGC 5904、NGC 6205、NGC 6266、NGC 6752)的AGB和RGB星样本的钠丰度数据, 对其中的NGC 6752的光谱数据进行了再分析. 综合分析8个球状星团的AGB和RGB星样本的钠丰度分布情况以及第1和第2星族占比, 我们发现AGB星呈现出比较复杂的情况: 一些星团(NGC 6752 和NGC 6266)中基本没有富钠的第2星族AGB星, 一些星团(NGC 2808、NGC 5904和NGC 6809)的 AGB星具有与RGB星相似的钠丰度弥散和第2星族占比, 其他星团的情况则介于此两者之间. 由此不能确定在第2星族AGB星的占比和所考虑的球状星团特征参数之间存在明确的依赖关系.

　　最后, 对球状星团的星族划分方法进行了研究. 首先检验了基于银河系场星钠丰度分布的区分球状星团第1和第2星族的钠丰度标准([Fe/H]的函数). 通过比较由场星标准以及文献中分别单独考虑每个星团样本得到的17个球状星团样本的第1星族占比, 发现场星标准会高估第1星族恒星所占的比例. 考虑到球状星团的多样性, 单独分析每个球状星团样本的星族划分方法更显合理. 利用场星作为参考来划分球状星团的星族需要谨慎. 对球状星团的星族和场星之间的联系还需要更深入的研究.

　　银河系化学演化及球状星团 多星族问题研究相关期刊推荐：《天文学报》创刊于1953年，由中国天文学会、中国科学院紫金山天文台主办，是新中国建立后我国创办最早的天文学术期刊。自1979年起从半年刊改为季刊。专门发表天体物理、天体力学、天体测量等天文各大分支学科以及天文仪器、天文学史和天文观测新发现等方面的科学成果，进行国际交流，密切反映我国天文学的迅速发展面貌。