老年疏散星团的金属丰度及银盘金属丰度梯度演化研究

疏散星团是探究银河系结构与演化的良好示踪体,一直以来颇受关注.之前关于疏散星团的研究中,仅有一小部分疏散星团有金属丰度参数,而且,金属丰度的测量,是基于不同质量的观测数据,采用了不同的方法.收集了一个年龄大于2 Gyr的老年疏散星团样本,通过整理这些星团成员星的金属丰度数据,一方面,以星团NGC 2682为例,对比了不同光谱巡天项目给出的星团成员星金属丰度的系统差异;另一方面,计算了星团成员星金属丰度的平均值和中位值,作为该疏散星团的金属丰度推荐值.此外,还利用该样本探究了银盘径向金属丰度梯度随时间的演化,结果表明,早期银盘有着更加陡峭的径向金属丰度梯度,随着演化时间的增加,银盘径向金属丰度梯度逐渐趋于平缓,为银盘化学演化模型提供了更加严格的观测约束.     

银河系金属丰度及其演化研究新进展

银河系的银盘、银晕、核球的平均金属丰度为－０．２,－１．６,－０．２。年龄－金属丰度关系给出了银河系形成和演化的线索。为了解释观测的年龄－金属丰度关系及其弥散,银河系化学演化模型必须考虑恒星轨道运动、非瞬时混合等机制。     

恒星化学元素丰度研究新进展

介绍了银河系中各种化学元素丰度随金属丰度的变化规律。结合恒星核合成理论,可以了解银河系的形成和演化过程。另外,某些化学元素丰度存在的弥散可能是恒星形成时银河系环境的不均匀性造成的。     

观测结果对三成分多分量星系化学演化模型的约束

本文是在银河系化学演化的基础上，利用银河系的三成分(threezone)(即晕、厚盘和薄盘)多相(multi-phase)(气体，分子云，大、小质量恒星以及剩余物质)的化学演化的理论模型，讨论了以下观测约束：1、质量面密度、恒星形成率，各分区质量比；2、场星的年龄-金属丰度关系；3、α元素化学演化；4、太阳附近G矮星金属丰度分布；5、三成分金属丰度特征量；6、超新星爆发率；7、内落速率。结果表明，三成分多分量模型能够较好地满足观测约束，比较真实地反映星系演化过程。可以用该模型计算元素的星系化学演化。     

疏散星团金属丰度样本和银盘金属丰度梯度

整理汇集了同时具备距离、年龄与金属丰度数据的疏散星团样本，共计118个。利用这些资料，对银河系疏散星团的金属丰度分布性质进行了若干统计分析，进一步研究了银盘径向金属丰度梯度随时间和空间的演化情况，并对银盘年龄-金属丰度关系作了讨论。     

银河系化学演化研究进展

银河系的形成与演化是天体物理学研究的重大前沿课题,银河系的化学演化在其中更具有极其重要的地位。随着观测资料的不断积累和理论工作的不断深入,银河系化学演化的研究取得了一系列进展。在观测方面,从太阳附近区域,整个银盘,银晕和核球等方面简要回顾了银河系化学演化模型主要观测约束的近期结果;在化学演化模型方面,回顾了银河系化学演化研究的发展历程和近期进展,并对未来的研究进行了展望。     

解决G矮星问题的银河系化学演化三成分模型

为解释名的Ｇ矮星问题,提出银河系化学演化的三成分模型,即由银晕、厚盘和薄盘所构成的演化模型。相邻演化阶段间隔着一个快速坍缩过程,对不同星族成分的演化过程分别进行模拟,并在总体上得到一个太阳附近区域的Ｇ矮星丰度分布函数,检验了三种不同的模型：初始富化模型、比例生成模型和坍缩模型,利用最小二乘拟合得到最佳模型的参数。结果表明,太阳附近区域的化学演化受物质交换的影响较小,至少在银河系演化的晚期,可将太     

银盘的径向金融丰度梯度

详细综棕了银盘（包括HII区，早B型星，行星状星云和疏散星团）径向元素丰度梯度的观测结果，分析了丰度梯度的空间和时间变化的情况，指出根据目前的观测结果，还很难确定在银盘的演化历史中径向元素丰度梯度是逐渐变平缓还是逐渐变陡，比较了目前各种化学演化模型对径向丰度梯度演化的预测结果，初步探讨了丰度梯度可能的产生机制及影响其演化的各种重要物理过程。     

银河系化学演化及球状星团多星族问题研究

<正>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:     

银河系铝元素丰度研究

恒星的Al元素丰度可以为探索星团和星系的化学演化提供重要线索.通过系统分析银河系薄盘、厚盘、核球、银晕以及M4、M5等球状星团中恒星的[Al/Fe]随恒星金属丰度[Fe/H]的变化趋势,得出银河系薄盘、厚盘和核球恒星的[Al/Fe]随着[Fe/H]的增加而缓慢下降,而球状星团M4和M5恒星的[Al/Fe]随[Fe/H]增加没有下降趋势,这暗示Ia超新星对M4和M5恒星元素丰度的贡献比较小.详细研究了银河系恒星[Al/Fe]与[Mg/Fe]、[Na/Fe]的相关性,结果表明银河系场星的[Al/Fe]与[Mg/Fe]正相关,但在球状星团M4和M5恒星中未见此相关性;银河系盘星及M4和M5等球状星团恒星的[Al/Fe]与[Na/Fe]都存在正相关.     

解决G矮星问题的银河系化学演化三成分模型

为解释著名的G矮星问题,提出银河系化学演化的三成分模型,即由银晕、厚盘和薄盘所构成的演化模型．相邻演化阶段间隔着一个快速坍缩过程．对不同星族成分的演化过程分别进行模拟,并在总体上得到一个太阳附近区域的G矮星丰度分布函数．检验了三种不同的模型：初始富化模型、比例生成模型和坍缩模型．利用最小二乘拟合得到最佳模型的参数．结果表明,太阳附近区域的化学演化受物质交换的影响较小,至少在银河系演化的晚期,可将太阳附近区域看作封闭系统．同时,单位质量中新合成的重元素比例对三种恒星成分可分别近似为常数,其差别则说明不同星族恒星的初始质量函数存在着显著差异．     

观测结果对三成分多分量星系化学演化模型的约束

本文是在银河系化学演化的基础上,利用银河系的三成分(threezone)(即晕、厚盘和薄盘)多相(multi phase)(气体,分子云,大、小质量恒星以及剩余物质)的化学演化的理论模型,讨论了以下观测约束:1、质量面密度、恒星形成率,各分区质量比;2、场星的年龄-金属丰度关系;3、α元素化学演化;4、太阳附近G矮星金属丰度分布;5、三成分金属丰度特征量;6、超新星爆发率;7、内落速率。结果表明,三成分多分量模型能够较好地满足观测约束,比较真实地反映星系演化过程。可以用该模型计算元素的星系化学演化。     

本星系群旋涡星系盘的化学演化及恒星形成历史的研究

银河系、M31和M33是本星系群仅有的3个旋涡星系.M31和银河系有类似的质量、光度和形态,而M33的重子物质质量仅约为银河系的1/10.从理论上对它们进行细致的比较研究,非常有利于进一步理解旋涡星系以及本星系群的形成和演化过程.本文以银河系化学演化模型为参照,通过建立非瞬时循环假设下的唯象内落模型,详细研究了这3个旋涡星系的恒星形成和化学演化历史.首先,我们把在银河系研究中十分成功的化学演化模型框架应用于M31盘的化学演化研究中,     

金属丰度对球状星团动力学演化的影响

动力学过程和恒星演化及二者的互相影响都会对球状星团的演化产生重要影响.由于金属丰度会影响恒星的演化轨迹,与之相伴随的恒星质量损失率的变化也会对球状星团的动力学过程造成影响.通过一系列N体模拟研究金属丰度对球状星团的质量损失率、半径等的影响,并分析其原因,同时研究了大质量恒星以及星团初始数密度分布的影响.模拟中采用的球状星团模型初始成员星数目N=50000,运行于类银河系的引力势中并考虑成员星的演化.结果显示,由于低金属丰度恒星拥有较快的演化时标,所以贫金属球状星团在早期会拥有较高的质量损失,但与此同时它们的核塌缩时间会比后者显著推迟,因此在核塌缩之后其质量损失会被富金属星团反超.另外由于大质量恒星演化导致的质量损失较大,所以大质量星的存在会使金属丰度更加显著地影响球状星团早期的扩张以及随后的核塌缩过程,同时星团的初始数密度分布也对该效应有着不可忽视的影响.     

银河系中探测第一代恒星的几率

第一代恒星是形成于宇宙大爆炸后的原始气体中的、不含重于碳元素的、寿命大于14Gyr的、迄今尚未演化的最古老的恒星.长期的观测结果表明银河系中尚未发现金属丰度([Fe/H])为零、甚至金属丰度[Fe/H]≤-6的恒星.为解释这一观察现象,将以Tsuiimoto等人提出的银晕的化学演化模型为基础,假设形成第一代恒星的初始质量函数具有Miller-Scalo的形式,从理论上预言和讨论探测第一代恒星的可能性.利用已有的晕星的观测资料限定模型的参数.如果形成恒星的云的质量为106M-107M,模型结果预言探测到第一代恒星的几率为6.14×10-4-6.14×10-5.     

银河系薄盘形成对核球的动力学影响

近期的研究认为,银河系核球是侧面看到的棒,由原初盘演化而来,并非由星系并合形成。核球形成的时间在银河系演化早期,而后续来自晕的气体吸积在银河系薄盘处形成的新恒星对核球是否会造成比较大的动力学影响,仍是一个重要的问题。通过在盘上添加新粒子的方法模拟薄盘的形成,发现在大多数情况下薄盘形成并没有对核球的平均速度、速度弥散、棒的强度和旋转速度产生明显的影响;但是在恒星形成率特别大或者新形成的恒星特别接近棒的时候,核球区的恒星速度弥散、棒的强度和旋转速度会同时增大。薄盘恒星在加入1～2 Ga后,在经度3°～10°处其视向速度分布有可能存在类似APOGEE巡天中观测到的高速峰。高速峰的形成时间与恒星添加位置有关,添加位置离棒越近,高速峰越早形成。     

M31星族的研究进展

仙女座星系(又称M31)是研究旋涡星系形成和演化的理想实验室。与银河系结构类似,M31包含以下几个基本成分:核、核球、盘和晕等。介绍了对M31各个结构在观测和理论研究方面的最新研究成果:简要回顾了自哈勃空间望远镜升空以来对M31核中结构的观测进展;介绍了核球的两种可能形成机制,并通过观测数据与模型结果的对比,发现M31核球可能同时包含一个经典核球和一个中心类似盒棒的赝核球;总结了盘的星族成分和星际介质的最新观测结果,并据此分别推导出了M31盘上的元素丰度梯度和恒星形成率等。最后,重点总结了晕的可能形成历史,以及球状星团的分布和特征等方面的研究进展。与银河系类似,M31也可能存在内晕和外晕的双结构特征,这表明M31晕与银河系可能有相似的形成历史。此外,通过对晕中潮汐星流的细致研究发现,M31可能有一个比银河系更加复杂的吸积历史。     

贫金属星——记录宇宙年龄的“活化石”

晴朗的夜空,繁星点点。这些宇宙间的天体——恒星,不仅仅赋予我们奇妙的美丽星空,更为我们开启了一扇窗口,去揭开宇宙从诞生一直演化到今天的奥秘。 20世纪天文学的一项重要发现就是人们认识到在银河系中数以亿万计的恒星,并不都是和太阳一样具有相同的化学组成。其中有一类恒星,它们的大气中重元素（如铁元素等）的丰度远比太阳低得多,从而能够为探究现代天体物理中许多未解之谜提供非常重要的科学证据和解释。这类特殊的恒星群体就是今天我们介绍的主角：记录宇宙年龄的“活化石”——贫金属星。     

第一代恒星的观测和研究进展

第一代恒星（星族Ⅲ恒星）标志着宇宙从暗物质时代到现在已知的宇宙的转折点。目前对第一代恒星（星族Ⅲ恒星）的观测结果表明，在银河系中还没有发现零金属丰度的恒星，金属丰度[Fe/H]≤-2.5的恒星极少。由于近几年的BPS巡天，银河系中已知的极端贫金属丰度的恒星数目大大增多。目前，可探测到的极端贫金属星的金属丰度[Fe/H]最低约为－4．1。金属丰度在－4到－3之间的恒星大约有100多颗，这些恒星的运动学特性非常类似于其它晕星。然而还没有发现第一代恒星，或金属丰度[Fe/H]≤-5的恒星。关于第一代恒星的形成过程、初始质量函数以及存在于银河系的什么地方，都还没有任何直接的证据。但第一代恒星确实存在。第一代恒星这个谜一般的实体，向观测和理论天文学家提出了巨大挑战。为探测和预言银河系中的第一代恒星，天文学家提出了许多观测方案和理论模型。对有关第一代恒星在观测和理论研究上的进展进行了综述。     

太阳附近F和G矮星的金属含量统计

收集了一个新的较为完备的太阳附近25pc内的F,G矮星样本,利用最新的窄带测光资料和定标关系导出了148颗F矮星和382颗G矮星的金属含量的分布,讨论了对银河系化学演化的意义。