Химическая эволюция дисков спиральных галактик

• Автор: Ачарова, Ирина Александровна
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 112 с. : ил.

1 Наблюдательный материал и основные уравнения
нуклеосинтеза в галактическом диске
1.1 Общий подход к проблеме
1.2 Наблюдательный материал
1.3 Математическая формулировка проблемы нуклеосинтеза
1.4 Асимптотическое распределение
2 Эволюция радиального распределения обилия кислорода
в галактическом диске с учетом спиральных рукавов
2.1 Введение
2.2 Модели глобальной эволюции галактического диска
2.3 Химическая эволюция диска Галактики, получающаяся
для различных моделей спиральной структуры
2.3.1 Квазистационарная спиральная структура
2.3.2 Модели с дрейфующим положением
коротационного резонанса
2.3.3 Эффекты диффузии
2.3.4 Транзиентная спиральная структура
2.3.5 Сравнение узоров обилия, получаемых
для различных моделей спиральных волн плотности
3 Радиальные блуждания звезд и эволюция обилия
тяжелых элементов. Эффекты коротационного резонанса
3.1 Основная идея
3.2 Возмущения звездных орбит гравитационным полем спиральной волны плотности. Основные уравнения и качественное рассмотрение ситуации
3.3 Радиальные блуждания звезд под действием спиральных рукавов. Численные эксперименты
3.4 Деформация узора обилия элементов под влиянием гравитационного поля спиральной структуры
3 5 Обсуждение результатов
Заключение
Список использованных литературных источников

Проблема химической эволюции Галактики, или история ее обогащения тяжелыми элементами, занимает особое место в астрономии. Недаром ее называют галактической «археологией» [I], а лучше сказать «палеонтологией»: содержание тяжелых элементов в различных объектах является отпечатком эволюционных процессов, протекавших в Галактике на протяжении миллиардов лет.
Но важность затрагиваемой проблемы состоит не только в том, что тяжелые элементы играют роль «эволюционных индикаторов». Как известно, они изменяют физическое состояние межзвездной среды, влияя тем самым на процесс звездообразования и, в конечном итоге, на саму эволюцию Галактики [2-4]. Их содержание, особенности обилия могут дать и совершенно неожиданную информацию: как было показано в известной работе Вилена и др. [5], исходя как раз из аномалии Солнечной металличности, наше светило, возможно, родилось примерно на 2 кпк ближе к центру Галактики, чем его современное положение. Из этого результата могут проистекать далеко идущие следствия1. Другая идея, опирающаяся на аномалию металличности, была высказана Гонзалесом (1999) [6]: избыток
1 Впрочем, анализ, выполненный цитированными авторами, не выдерживает критики Во-первых, предположения о величине радиального градиента и его монотонности не подтверждаются современными данными (см ниже) Во-вторых, более детальные исследования металличности Солнца, основанные на трехмерном моделировании турбулентности и не ЬТЯ-эффектов [7], снимают указанный парадокс химического состава Солнца Тем не менее, эта работа оказала стимулирующее воздействие на всю проблематику, связанную с исследованием галактического нуклеосинтеза

В дальнейшем мы будем демонстрировать результаты для обеих моделей.
2.3 Химическая эволюция диска Галактики, получающаяся для различных моделей спиральной структуры
2.3.1 Квазистационарная спиральная структура
Прежде всего рассмотрим представление, согласно которому спиральная структура Гагика ики квазистационарная, или долгоживущая [105, 40, 106-109]. Главный свободный параметр теории - радиус коротации - в разных моделях располагается на различных галактоцентрических расстояниях: на краю галактического диска (далекая коротация), близко к центру Галактики (внутренняя коротация), и недалеко от Солнца (близкая коротация). Рассмотрим перечисленные варианты.
В классическом подходе Лина и др. (1969) [40], коротацонный резонанс располагается на самом краю галактического диска. Химическая эволюция Галактики, в рамках этого представления, была рассмотрена в работах [22, 23]. Эти исследователи получили монотонный градиент обилия. На рис. 6 мы
представляем результат нашего моделирования для Г =15 кпк. Соответствующий градиент ОІ в интересующей нас области, доступной наблюдениям, 4.5 кпк< г < 14.5 кпк, в обеих моделях Галактики (Безансонской и Тинсли), получился приблизительно одинаковым и равным а»—0.08 кпк'1. Как видно, наши результаты близки к результатам цитированных работ.