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《中国科学院研究生院(上海天文台)》 2003年
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银河系星球状星团系统的动力学演化

武振宇  
【摘要】: 本文采用与观测结果具有相同形式的球状星团空间密度分布函数,在给定两种球状星团系统的初始质量谱(幂律的和对数高斯的)和两种球状星团系统的初始速度分布函数(爱丁顿速度分布函数和常数的速度弥散度)条件下,我们采用Monte Carlo的方法对球状星团系统的动力学演化进行讨论。本文考虑的动力学过程有四种,即:恒星蒸发、早期大质量恒星的演化、银河系核球和盘的冲击加热以及动力学磨擦。恒星蒸发对小质量球状星团的演化起着主导作用,大质量恒星的演化、银河系核球和盘的冲击加热以及动力学磨擦则主要影响大质量球状星团的演化。动力学演化的时间取为银河系球状星团的平均年龄12 Gyr。我们采用了三成分(核球、盘、晕)的银河系模型(P90)。 对应一定的初始分布我们发现无论是幂律的还是对数高斯的球状星团初始质量谱经过长时间的动力学演化都会得到和现在银河系观测到的球状星团系统相符的对数高斯的质量分布;动力学演化会明显地改变球状星团系统的空间密度分布,靠近银心区域的球状星团瓦解得更多;经过动力学演化后的球状星团速度分布函数在靠近银心的区域明显得不同于初始分布,初始拥有较大轨道偏心率的球状星团更容易瓦解。 对于幂率的初始质量谱,球状星团系统动力学演化后质量分布的转折点质量主要是由初始质量函数的质量下限决定的,最为适合的值为10~4M_⊙;幂率的初始质量谱的谱指数对球状星团系统动力学演化后质量分布的转折点质量也有影响,其最佳值为1.5~2.0;经过大约5 Gyr的动力学演化,幂率的初始质量谱就会演化成为高斯的对数质量分布并具有在随后的动力学演化中保持对数高斯形式质量分布的特性。对数高斯的初始质量谱在随着时间地演化过程中始终保持着对数高斯形式的质量分布。经过动力学演化后球状星团系统质量分布的弥散度主要是由银河系模型决定的。 球状星团由于动力学磨擦落入星系中央区域可以为星系中心的黑洞提供足够的物质;银河系晕中大约2%左右的恒星 来自球状星团的恒星蒸发和星团瓦解;对于星系中总的重子 物质质量而言球状星团的形成效率是非常低的(1%)。
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(上海天文台)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P156

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