МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ БИМОДАЛЬНОГО РАДИАЛЬНОГО...

МЕХАНИЗМ

ФОРМИРОВАНИЯ БИМОДАЛЬНОГО

РАДИАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

В ДИСКЕ ГАЛАКТИКИ

Ачарова Ирина Александровна

Ачарова Ирина Александровна (Южный федеральный университет)Мишуров Юрий Николаевич (Южный федеральный университет)Лепин (Lepine) Жак Родригес (Университет Сан-Паулу, Бразилия)

Шустов Борис Михайлович (Институт Астрономии РАН)

Тутуков Александр Васильевич (Институт Астрономии РАН)

Вибе Дмитрий Зигфридович (Институт Астрономии РАН)

ОСОБЕННОСТИ В РАДИАЛЬНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИСОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ДИСКЕ ГАЛАКТИКИ

H II regions

Simpson J. et. аl. ApJ 1995

H II regions

Vilchez J. & Esteban C.

MNRAS 1996

ОСОБЕННОСТИ В РАДИАЛЬНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИСОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ДИСКЕ ГАЛАКТИКИ

Twarog B. et al. open clusters AJ 1997

Caputo F. et al. Cepheids A&A 2001

Daflon et al. OB stars ApJ 2004 данные усреднены по радиусу

ОСОБЕННОСТИ В РАДИАЛЬНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИСОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ДИСКЕ ГАЛАКТИКИ

УСРЕДНЕННЫЕ ПО АЗИМУТУ ДИСКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ

КИСЛОРОДА И ЖЕЛЕЗА

Andrievsky S. et al, 2002-2006

ЦЕФЕИДЫ

Acharova I.A. et.al, 2009

kpcdexkpcrkpc

kpcdexkpcrkpc

03,0:6,106,6

13,0:6,64

2 4 6 8 10 12 14 160

25

50

75

100

angu

lar r

otat

ion

velo

city

R (kpc)

p

Rsun

corotationp

Mishurov Yu., Lepine J., Acharova. ApJ Let. 2002 R (kpc)Mishurov Yu., Acharova I., Lepine J. PASP. 2003Ачарова И., Липине Ж., Мишуров Ю. АЖ. 2005Acharova I., Lepine J., Mishurov Yu. MNRAS. 2005Lepine J., Mishurov Yu., Acharova I. IAUS. 2005

Вклад сверхновых различных типов в производство химических элементов SNII SNIaкислород 98% 2%железо 30% 70%

Matteucci F., Cambridge Univ. Press, 2004

Matteucci F.,

Выделено 2 группы производителей сверхновых типа Iа: (I) - короткоживущие ’’prompt’’ и

(II) - долгоживущие ’’tardy’’

Mannucci F. et.al., MNRAS 2006

I

II

Уравнения, описывающие химическую эволюцию Галактики

)2()()()()( U

L

m

mmw

s dmmtmmtdt

d

)1()()()()( U

L

m

mmw

g dmmtmmtfdt

d

)3()(1

)()()()(

rZDr

rrZf

dmmttZmmEEdt

d

igif

m

mmmiw

IIi

Iai

iU

L

TPIa EEE

IIIIp

II RPE

Iap

IapP RPE

IaT

IaT RPE

сверхновойоднойвзрывеприявыброшеннаэлементааемогорассматривмассаP

сверхновыхвзрывовтемпR

Вклад в обогащение от различных типов сверхновых

IIIIp

II RPE

Iap

IapP RPE

IaT

IaT RPE

Определение значений ’’химических’’ параметров

Построена модель, объясняющая формирование

бимодального радиального узора обилия элементов, синтезируемых

различными источниками с различным распределением на

плоскости галактического диска

ЭВОЛЮЦИЯ РАДИАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА

квазистационарная спиральная структуракоротация вблизи Солнца

Marochnik L., Mishurov Yu., Suchkov A. ApSS 1972

4 6 8 10 12 14 16-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

rc

r (кпк)

t=5

t=10

t=3

t=0

[O/H

]

время t указано в млрд лет

Cole A., Weinberg M. Ap J L 2003

ЭВОЛЮЦИЯ РАДИАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА

квазистационарная спиральная структурадалекая коротация внутренняя коротация

Lin C., Yuan C., Shu F., 1969 Dehnen W., 1999; Weinberg M., 1994

6 8 10 12 14 16

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

r (кпк)

rc

t=3 t=5

t=10

t=0

[O/H

]

2 4 6 8 10 12 14 16

-0,6

-0,3

0,0

0,3

0,6

0,9

1,2

1,5

t=0

[O/H

]

t=5t=3

t=10

rС

r(кпк)время t указано в млрд лет

ЭВОЛЮЦИЯ РАДИАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА

дрейф коротации в небольших пределах в средней части диска

2 4 6 8 10 12 14 16

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

rc

t=2

t=10

r (кпк)

[O/H

]

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

rc

t=10

t=2

[O/H

]

время t указано в млрд лет

ЭВОЛЮЦИЯ РАДИАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА

дрейф коротации в большой области диска Галактики

время t указано в млрд лет

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

rc

t=10

r (кпк)

[O/H

]

t=2

[O/H

]

2 4 6 8 10 12 14 16-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

rc

t=10

t=2

РАДИАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБИЛИЯ КИСЛОРОДА транзиентная спиральная структура

коротация образуется коротация локализуется в любой области диска около некоторого случайным образом предпочтительного положения

Sellwood J., Binney J. MNRAS 2002 Binney J., Lacey C. MNRAS 1988

время t =10 млрд лет

=3,5 кпк

=8,5 кпк

r (кпк)

2 4 6 8 10 12 14 16-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

2 4 6 8 10 12 14 16-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

r (кпк)

p

p

РАДИАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ КИСЛОРОДА В

ГАЛАКТИЧЕСКОМ ДИСКЕ – ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ О ЕГО

СТРУКТУРЕ И ЭВОЛЮЦИИ

Влияние радиальных газовых течений на формирование распределения обилия элементов по радиусу диска

коротация вблизи Солнцаt=10 млрд лет

u=0 км/с u=0.5 км/с

u=-0.5 км/с истечения из коротации

со скоростью u=0.5 км/с

Mishurov Yu., Lepine J., Acharova. ApJ Let. 2002.

4 6 8 10 12 14-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

rC

log

(Z/Z su

n )

r (кпк)

rZDr

rrZZfP

rZu

tZ

gfZgg 1)(

Rdt

d s 1

fRrurrt g

g

)1()(1

p

0

100

200

300

плот

ност

ь зв

езд,

Msu

n/кпк

2

внутренний линдбладовский резонанс

внешний линдбладовский резонанс

коротация

плот

ност

ь га

за, M

sun/к

пк2

0 5 10 15 20 25

0

100

200

300

внутренний линдбладовский резонанс

коротация

внешний линдбладовский резонанс

r, кпк

Современное распределение звездной и газовой плотности галактического диска,

полученное в предположении, что

p

Роль диффузии в формировании радиального распределения обилия элементов

.

Mishurov Yu., Lepine J., Acharova. ApJ Let. 2002 Acharova I., Lepine J., Mishurov Yu. MNRAS. 2005.

223

31

amVHD

VD

c

g

T

4 6 8 10 12

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

rC

log

(Z/Z

sun )

r (кпк)

-0,5

0,0

0,5

1,0

фиксированный r C

rC

r (кпк)

[O/H

][O

/H]

2 4 6 8 10 12 14

-0,5

0,0

0,5

дрейфующий r C

rC

темп падения вещества на галактический диск задается функцией

)/texp()r(A)t,r(f

Elmegreen B. Large scale star formation - Density waves, superassociations and propagation // IAU Symp. 1987. No. 115. Star forming regions. P. 457

Casse M., Kunth D., Scalo J. A constraint on the influence of density waves on the rate of the star formation // Astron. and Astrophys. 1979. Vol. 76. P. 346

спиральные рукава не оказывают стимулирующее воздействие на звездообразование

Sagar R., Munari U., de Boer K. A multicolour CCD photometric and mass function study of the distant southern open star clusters NGC 3105, NGC 3603, Melotte 105, Hogg 15, NGC 4815, Pismis 20 and NGC 6253 // Monthly Notices Roy. Astron. Soc. 2001. Vol. 327. P. 23

Hodge P.W. The recent evolutionary history of the galaxies NGC 6822 and IC 1613 // Astrophys. J. 1980. Vol. 241. P. 125

спиральные рукава стимулируют рождение звезд

Francois P., et. al. The evolution of the Milky Way from its earliest phases: constraints on stellar nucleosynthesis // Astron. and Astrophys. 2004. Vol. 421. P. 613-621