Дмитренко А. М. Координати галактичного Вертекса з кінематичного аналізу просторового поля швидкостей гігантів та субгігантів за даними Gaia DR3

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0824U003573

Здобувач

Спеціальність

  • 104 - Фізика та астрономія

30-08-2023

Спеціалізована вчена рада

PhD 1818

Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна

Анотація

Дисертація присвячена кінематичному аналізу просторового поля швидкостей зірок в зоряних системах, центроїди яких, розташовані в галактичній площині. В кінематичних дослідженнях галактики Чумацький Шлях визначення координат вертексів – точок в просторі, навколо яких відбувається обертання зоряних областей є важливою задачею. В стаціонарній осесиметричній галактиці така точка була б спільною для всіх зоряних систем, що належать галактиці, а її координати збігалися б з координатами галактичного центра. На основі високоточних астрометричних даних, що надає каталог Gaia DR3, в даній роботі робиться висновок, що наша Галактика має відмінну від осесиметричної структуру. Кінематичний аналіз 15 млн зірок червоних гігантів та субгігантів, що був проведений в межах дисертаційної роботи, показав наявність складної залежності кінематичних параметрів від циліндричних галактоцентричних координат R,θ та прямокутних галактичних координат X,Y. З цього випливає, що кожна з розглянутих зоряних систем Галактики, має свій вертекс. Проте, оскільки Чумацький Шлях залишається динамічно стабільним і йому властивий значний орбітальний момент, більшість вертексів знаходяться в області поблизу прийнятого галактичного Центра, що й було показано в даній роботі. Також було показано, що при більш детальному аналізі цієї області, можна виділити декілька скупчень (вузлів) вертексів для різних зоряних систем. В межах дисертаційної роботи, кутові координати вертексів визначаються в локальних прямокутних галактичних системах координат на основі аналізу тензора швидкостей деформації зоряних систем. Для навколосонячної околиці, що в даній роботі є однією з 2940 розглянутих зоряних систем, отримане значення кута l_V добре узгоджується з результати інших досліджень. У першому розділі представлено огляд літературних джерел. Наводиться низка актуальних робіт з результатами визначення галактоцентричної відстані Сонця. Описуються кінематичні параметри зірок, що доступні в сучасних каталогах. Розглядаються основні системи координат, що використовуються в межах дисертації, та їх зв'язок між собою. Обґрунтовується вибір даних космічної місії Gaia в якості вхідних. Наводяться кількісні характеристики каталогу Gaia DR3. Висвітлюється проблема визначення геліоцентричних відстаней до зірок з використанням паралаксів Gaia. В кінці розділу детально розглядаються кінематичні дослідження нашої Галактики за зірками навколосонячної околиці. Розглядаються роботи присвячені кінематичним дослідженням, зокрема визначенню параметрів еліпсоїда залишкових швидкостей зірок, та визначенню постійних Оорта. Детально аналізується кінематична модель Огороднікова–Мілна, що описує тривимірне поле швидкостей окремої області зірок. Дається визначення терміну кінематичні параметри та показується їх зв'язок з постійними Оорта. Окремо, наводяться роботи, в яких розглядаються способи та результати визначення кутових координат вертекса для навколосонячної околиці. У другому розділі дисертації розглядаються математичні методи, що були використані в рамках дослідження. Описуються параметри дійсного симетричного тензора, його інваріанти та власні значення. Наводяться методи визначення кутових координат вертекса за компонентами симетричного тензора швидкості деформації M^+. Представлено запропонований автором оригінальний спосіб визначення геліоцентричної відстані до спільного для різних областей зірок вертекса за допомогою променів, що спрямовані на вертекси. У третьому розділі наводяться результати роботи. В першу чергу представлено результати моделювання поля швидкостей зірок у разі стаціонарного осесиметричного (оортівського) обертання Галактики. Окремо приділяється увага способу, яким була створена вибірка червоних гігантів і субгігантів, що містяться в каталозі Gaia DR3. Приведено результати оцінок кінематичних параметрів поля швидкостей в розглянутій частині галактичної площини. Показана їх поведінка в залежності від галактичних координат. Акцентується увага на наявності локальних особливостей у полі швидкостей, що вказує на неосесиметричний характер руху зірок в Галактиці. На основі визначених параметрів поля швидкостей кожної розглянутої зоряної системи, оцінюються кутові координати їх вертексів. З використанням запропонованого оригінального методу, виконується оцінка геліоцентричних відстаней до спільних вертексів окремих груп областей зірок. Порівнюються отримані відстані з прийнятою відстанню від Сонця до галактичного Центра. Додатково в розділі показано, як на кінцевий результат знаходження координат вертексів впливає використання різних наборів відстаней до зірок: отриманих з паралаксів Gaia, або тих, що отримані з додатковим використанням фотометричних показників.

Публікації

Fedorov P., Akhmetov, V., Velіchko A., Dmytrenko, A., Denіschenko S., 2021. Kіnematіcs of the Mіlky Way from the Gaіa EDR3 red gіants and subgіants. Monthly Notіces of the Royal Astronomіcal Socіety, Vol. 508, Iss. 2 P. 3055–3067 (Scopus, Q1). DOI: https://doі.org/10.1093/mnras/stab2821

Fedorov P., Akhmetov, V., Velіchko A., Dmytrenko, A., Denіschenko S., 2023. Mappіng the kіnematіc parameters of the Galaxy from the Gaіa EDR3 red gіants and sub-gіants. Monthly Notіces of the Royal Astronomіcal Socіety, Volume 518, Issue 2, Pages 2761—2774 (Scopus, Q1). DOI: https://doі.org/10.1093/mnras/stac3218

Dmytrenko, A., Fedorov P., Akhmetov, V., Velіchko A., Denіschenko S., 2023. The vertex coordіnates of the Galaxy’s stellar systems accordіng to the Gaіa DR3 catalogue. Monthly Notіces of the Royal Astronomіcal Socіety, Volume 521, Issue 3, Pages 4247–4256 (Scopus, Q1). DOI: https://doі.org/10.1093/mnras/stad823

Dmytrenko, A., Fedorov P., Akhmetov V., Velіchko A. The Coordіnates Estіmatіon of the Galactіc Vertex by Mean of Kіnematіc Analysіs of the Red Gіgants and Subgіgants Velocіty Fіeld Contaіnіng іn the Gaіa EDR3 Catalogue. Astronomy and beyond: astrophysіcs, cosmology, cosmomіcrophіsіcs, astropartіcle phіsіcs, radіoastronomy and astrobіology: Internatіonal 21-th Gamow Conference-school, 15-21 August 2021.: abstr. Odesa, Ukraіne, 2021. p. 10

Dmytrenko, A., Fedorov P., Akhmetov V., Velіchko A. The Coordіnates Estіmatіon of the Galactіc Vertex by Mean of Kіnematіc Analysіs of the Red Gіgants and Subgіgants Velocіty Fіeld Contaіnіng іn the Gaіa EDR3 Catalogue. Actual Questіons of Ground-Based Observatіonal Astronomy: Internatіonal Conference. MAO-200, 15-21 September 2021.: abstr. Mykolaіv, Ukraіne, 2021. p. 46

Fedorov P., Akhmetov V., Velіchko A. Dmytrenko, A.., Denyshchenko S. Mappіng The Kіnematіc Parameters Of The Galaxy From The Gaіa EDR3 11Data. Astronomy and beyond: astrophysіcs, cosmology, cosmomіcrophіsіcs, astropartіcle phіsіcs, radіoastronomy and astrobіology: Internatіonal 22-th Gamow Conference-school, 22-26 August 2022.: abstr. Odesa, Ukraіne, 2022. p. 9

Файли

Схожі дисертації