银河系中球状星团的空间分布、运动轨道及Monte Carlo模拟

作     者：王龙 

作者单位：南京师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周洪楠

授予年度：2002年

学科分类：07[理学] 070401[理学-天体物理] 0704[理学-天文学] 

主      题：球状星团 空间分布 运动轨道 Monte Carlo模拟 

摘      要：球状星团是银河系中最古老的天体类型之一，它的研究对理解星系的结构和演化有着重要意义。 本文选用银河系中29个累积光谱型为F型的球状星团作为样本(这些样本星团的空间分布和运动特征都没有被详细地讨论过)，根据它们的基本资料：方位坐标、日心距、视向速度，绝对自行等参数，归算处理得出了各样本星团的空间分布和运动速度。并以此作为初始条件，在给定的三种银河系引力势模型中，采用数值积分方法计算出各样本星团的运动轨道。最后，对3个样本球状星团的观测数据进行Monte Carlo模拟，并用于计算它们的轨道参数，以及讨论轨道参数的分布形态与模拟观测数据和不同引力势模型之间的关系。 计算结果表明： (1) 大部分样本星团都位于银心距5kpc～10kpc的范围内，相对于银心呈球对称分布，它们的速度也呈椭球分布;(2) 29个样本星团按其金属度大小和基本性质分类，可分属HB和MP两个球状星团次系，且样本星团数随金属度[Fe／H]而变化，在[Fe／H]=-1.6处出现一个峰值;(3) 所有样本星团的轨道运动都呈周期性，大都在一个有界而不封闭的周期轨道上运动，其最大银心距都在40kpc以内。不同的引力势模型对球状星团轨道的具体形态影响不大，在给定的引力势模型下，当某些星团的运动轨道穿越距银心1kpc附近的区域时会出现“混沌现象： (4) 29个样本星团的轨道半长轴、远银心距和方位周期随金属度的变化规律基本相似，样本星团的金属度与其轨道形态之间的相关性并不明显，然而轨道偏心率与金属度有关，对于所选的晕族样本星团而言，大约有24％的样本星团的轨道偏心率低于0.4。不同的引力势模型对近银心距、偏心率和参数的不确定度等量影响较小，但是对远银心距、轨道半长轴、径向周期和方位周期等参数影响较为明显。 (5) Monte Carlo模拟的结果表明：根据模拟观测数据得到的轨道参数的分布形态大致可分为三类：高斯分布、准高斯分布和非高斯分布;观测数据对轨道参数的影响与样本的选取、轨道参数的类型等有关。此外，不同的银河系引力势模型对所选样本的轨道参数的分布形态也有不同程度的影响。