太阳邻近区域的运动学分析

发布时间：2018-11-17 12:43

【摘要】：1989年依巴谷卫星正式发射,获得了大量高精度的位置、自行和距离,为天体测量打开了一扇大门,为人们研究银河系的结构与演化提供了优质的素材。今年,第二颗天体测量卫星Gaia正式发射,自此,天体测量将进入微角秒时代。我们不仅可以得到高精度的三角视差,还可以得到高精度的视向速度和光谱资料。处在依巴谷和盖亚卫星交替之际,我们的工作致力于承前启后。论文主要包含四个主要部分,首先简单介绍了天体测量方面的基本知识,进而展示了作者硕士期间完成的两项主要工作：1.恒星星表的构建2.银河系常数的确定和银河系运动学演化的研究。最后,对Gaia卫星即将带来的成果进行展望。第一章主要介绍了银河系结构与演化中常用的观测量,他们的定义和观测方法等,为后面星表制作中数据的选择和校准提供一个参考标准。同时对近期发布的几张综合星表和部分运动学研究工作进行简单的介绍,对我们构建星表的原因进行综述。第二章,将现有资料进行整合,构建了包含部分天体物理资料的综合星表The Astrometric catalogue associated with Astrophysical Data,缩写为ACAD。本文收集整理的资料主要针对F、G型星,既包含了天体测量资料,也包含了测光资料,同时还包含了年龄和金属丰度资料。在考虑了精度和数据间的一致性之后,我们共选出8部星表来制作最终的星表。ACAD星表共包含27,553组数据,所有数据均包含三维位置、空间速度(三维速度)和至少一项天体物理资料(年龄／金属丰度)。第三章,在ACAD星表资料的基础之上,利用Lindblad-Oort模型,我们计算了不同年龄和金属丰度区间内的太阳本动和奥尔特系数(Oort Constants)。利用这种方法,我们研究了银河系运动学参数随时间的演化或者随金属丰度梯度产生的变化,避免了使用颜色和速度弥散进行分析时所需要的各种假设。结果显示,银盘随机运动随年龄逐渐增加,即随着时间推移,银盘被不断加热。太阳本动沿银河系旋转方向的分量(S2)随年龄线性增加,这种现象被认为是散射过程的效应,散射过程是导致银盘加热的主要机制之一。按年龄外推,我们还获得了冷盘的S2为7.95 km s-1。,结果和之前的工作相吻合,但是仍然受到旋臂结构的影响,预计比真实值要小。另外,S2和S1(太阳本动在径向方向的分量),这两者都随金属丰度梯度线性增加,说明恒星迁移确实引起了太阳临近区域的金属分布产生梯度。同时,我们认为恒星迁移对径向方向的影响要小于其对银盘旋转方向的影响。最后,我们利用奥尔特系数计算太阳绕银心的旋转速度,发现其结果和选作本地静止标准的恒星年龄和金属丰度均无关。第四章主要对分析结果进行整理,并对ACAD下一步的更新内容进行简单的介绍,最后对Gaia卫星未来带来的可能性进行介绍。在Gaia卫星的资料正式发布之前,还有近10年的时间,我们可以将Gaia之前的全部资料统一进行整合校准,并在这些资料的的基础上进行分析。这样不仅可以进一步扩大我们对银河系结构的认识,还可以为Gaia提供一个对比参考的资料。
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【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P156

【参考文献】