球状星团的天体测量(英)

球状星团是银河系中最年老的天体之一，是储存着银河系早期演化珍贵信息的“化石”．球状星团的天体测量，主要包括球状星因天区内恒星相对自行的测定，并由这些相对自行数据采用适当方法定出星团的绝对自行，或者直接测定绝对自行．利用这些自行数据，或者进一步与测光和视向速度数据结合，可以开展与球状星团的距离、运动、动力学状况、质量、年龄、演化等等以及银河系的结构和演化等有关的一系列重要的研究．在本文中对本世纪70年代中期以来在球状星团相对自行测定和成员概率估计、内部运动检测、绝对自行测定和空间运动研究这三方面取得的成果和进展以及存在的问题作了评述．     

球状星团NGC4147天区115颗恒星的绝对自行和BVRI测光

以上海天台佘山40cm折射望远镜于1958年拍摄的3张照相底片为第一期资料,印度Kavalur的2.34m Vainu Bappu望远镜于1996年用CCD拍摄的4幅图象为第二期资料,使用Brosche等人1985年发表的球状星团NGC4147天区42颗恒星的位置和绝对自行作为参考架,用中心重叠法进行天体测量归算,得到了这个星团中心附近11'×11'天区内到B＝17.6mag为止115颗恒星的位置和绝对自行,并利用这些自行对成员概率作了估计,同时,还用Vainu Bappu望远镜的CCD进行了BVRI四色测光。本给出了这115颗恒星的位置、绝对自行和成员概率数据,同时,还给出了用Vainu Bappu望远镜的CCD获得的这些恒星的BVRI测光数据。     

昴星团天体测量标准区域441颗星的高精度位置和自行

本文利用由ＰＰＭ和ＡＣＲＳ星表以及Ｅｉｃｈｈｏｒｎ等、Ｊｏｎｅｓ和Ｈｅｒｔｚｓｐｒｕｎｇ的星表综合而成的初始参考星表，对佘山４０厘米折射望远镜拍摄的历元间隔８６年１１张底片上３３次露光按中心重叠法进行归算，得出了昂星团天体测量标准区域４４１颗星的高精度位置和自行，这些位置的标准误差均小于±０．″０５，接近百分之九十恒星的自行标准误差小于±０〃．００１／年．     

银河系中球状星团的空间运动

球状星团是银河系中最古老的天体类型之一,其累积光度很大,是银晕中重要的示踪天体。已以发现的银河系球状星团有１４０多个,其中１２０个银心距Ｒ〈４０Ｋｐｃ的星团已被准确地测定了视向速度。根据结数据以及球状星团金属度的统计分析,可以把球状星团次系再进一步分成某些不同的族群。目前已经测定过绝对自行的球状星团只有３８个,尽管这些自行的精度比视向速度和距离的精度差很多,然而,由此可以得出三维的空间速度,在统计     

球状星团致密度及其演化

根据球状星团动力学演化理论,本文探讨了球状星团致密度的演化与球状星用质量和位置的关系。结果表明,银心距和球状星团质量都与致密度的演化紧密相关。一般来说,银心距很大时致密度演化极少,球状星团质量愈大致密度演化愈缓慢。对现有球状星团致密度的分布作了统计研究,结果表明,在银心距较小的区域,致密度的分布与理论分析结果一致。在大银心距处发现,质量不同的球状星团其致密度分布有明显不同,它可能反映了球状星团形成阶段其致密度与质量紧密相关。     

球状星团的金属丰度特征与其恒星形成史

本文根据球状星团所特有的金属丰度特征,利用星族综合方法,探讨了球状星团诸恒星的形成史。研究表明,这些恒星不可能通过恒星形成率和初始质量函数均不随时间变化的单一恒星形成模式产生。原初云通过恒星演化而得到金属丰度污染的过程和多数恒星的形成过程必须分为两个不同的阶段。 球状星团得到金属丰度污染的过程中,若恒星形成具有通常的初始质量函数,则其恒星形成率必须较低,且初始质量函数不能太陡,从而使污染过程中只形成数量较少的低质量恒星,以保证单个球状星团内金属丰度的均匀性。另一种可能性是污染阶段有非常特殊的初始质量函数,只形成大质量的恒星,从而除提供适量污染外不留下任何痕迹。 多数恒星应是在原初云不同部位得到适当污染后通过局域的短暂的爆发性恒星形成(星暴过程)产生。本文进一步探讨了在Fan和Rees球状星团形成模型的框架下,两相介质中温云块相互碰撞造成星暴过程的可能性。     

银河系球状星团射电脉冲星的统计研究

球状星团是银河系中最古老的天体系统之一,其恒星密度极端高的核心有利于创造双星之间进行物质交换的环境,从而形成毫秒脉冲星双星、掩食脉冲双星、主序-毫秒脉冲双星、高轨道偏心率双星等双星系统,通过对这些系统进行研究有助于进一步认识球状星团的动力学、双星系统的演化和星际介质等相关问题。自30年前在球状星团中发现第一颗射电脉冲星至今,随着较高灵敏度射电望远镜的不断建成和使用,以及数据数字化处理能力的提高,天文学家在球状星团射电脉冲星的观测和理论研究方面取得很大进展。收集并分析了最新的球状星团脉冲星的数据,研究了球状星团射电脉冲星的自转周期和轨道周期的基本性质,讨论了球状星团脉冲星的搜寻,最后统计分析了双星系统,包括不同伴星类型的脉冲星的分布以及掩食双星系统的性质。     

球状星团的距离测定与水平支绝对星等的估值

本文介绍了测定球状星团的距离和确定球状星团水平支绝对星等的各种方法、结果及绝对星等的统计性质,并分析了引起不同结果的原因,最后对今后测定球状星团距离的研究作了简短的讨论.     

球状星团M3的绝对自行测定及其空间运动

使用上海天文台佘山40厘米折射望远镜拍摄的两期共14张球状星团M3底片的PDS扫描结果,以ACT星表中的24颗恒星的位置和绝对自行为参考架,用中心重叠法进行天体测量归算,得到了这个星团中心附近1°5．5x1°．5天区内534颗恒星的位置和绝对自行,并利用这些自行对成员概率进行估算,得到这个星团的赤经方向绝对自行为-0．3±0．3mas/yr,赤纬方向绝对自行为-3．1±0．3mas/yr．使用该自行值,结合已知的M3的距离和视向速度,计算了其在给定的银河系引力势中的运动轨道．     

银河系中球状星团的空间分布和运动轨道

选用银河系中29个累积光谱型为F型的球状星团样本。根据它们的视向速度，绝对自行等参数，归算处理后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3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。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发类，可分属HB和MP两个次系，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，其最大银心距大都在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”行为。而样本星团的金属度与其轨道形态之间的相关性并不明显；（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。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、径向周期和方位周期等参数影响较为明显。     

球状星团NGC4147基于依巴谷系统的自行和空间运动

王家骥等［１］曾得到球状星团ＮＧＣ４１４７的绝对自行为（－２．８２±０．４９,２．３７±０．４３）ｍａｓ／ｙｒ．但是,其中所用的参考星表是Ｂｒｏｓｃｈｅ等［２］１９８５年发表的结果,含有ＡＧＫ３星表的系统误差．在Ｄａｕｐｈｏｌｅ等［３］给出的２６个球状星团轨道远银心距（ａｐｏｇａｌａｃｔｉｃｄｉｓｔａｎｃｅ）与金属度［Ｆｅ／Ｈ］的关系图上,ＮＧＣ４１４７处于一个特殊的位置,即按照它的远银距（５２ｋｐｃ）,它的金属度［Ｆｅ／Ｈ］应该大于－２．０,但实际上只有－１．８３［４］．类似的问题在文［１］的…     

球状星团NGC4147的绝对自行和颜色星等图

本文以上海天文台佘山40厘米折射望远镜于1958年拍摄的3张照相底片为第一期,印度Kavalur的234米VainuBappu望远镜于1996年用CCD拍摄的4幅图像为第二期,使用Brosche等1985年发表的球状星团NGC4147天区42颗恒星的位置和绝对自行作为参考架,用中心重叠法进行天体测量归算,得到了这个星团中心附近11'×11'天区内到B＝17.6为止115颗恒星的位置和绝对自行,利用这些自行对成员概率作了估计.本文还给出了用VainuBappu望远镜CCD测光结果得到的这个星因水平文和巨星支恒星V与B-V．V－R和V－I颜色星等图,并对这些颜色星等图和团自行作了讨论,得到这个星团的赤经方向绝对自行为-2.82±0.49mas／yr,赤纬方向绝对自行为2.37±0.43mas／yr.     

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.     

球状星团的形成与演化（Ⅰ）：观测特征

对与球状星团形成与演化有关的观测特征进行了总结，分别从球产太星团的空间分布特征、金属度分布特征、光度函数和质量函数，以及不同星系中球状星团的数量特征等方面介绍了银河系和河外星系中球状星团的最新观测事实。