lamost與銀河系疏散星團(tuán)研究ppt課件

1、 LAMOST與銀河系疏散星團(tuán)研究與銀河系疏散星團(tuán)研究 中國科學(xué)院上海天文臺 星團(tuán)與銀河系結(jié)構(gòu)和演化銀河系結(jié)構(gòu)和演化 空間分布和運動學(xué)性質(zhì) 金屬豐度特征 不同區(qū)域的年齡特征 初始質(zhì)量函數(shù) 星團(tuán)的研究 恒星統(tǒng)計分布 氣體的分布1. 球狀星團(tuán) 銀暈的形成和演化2. 疏散星團(tuán) 銀盤的形成和演化兩個重要探針銀河系結(jié)構(gòu)和化學(xué)演化疏散星團(tuán)對研究銀盤結(jié)構(gòu)和演化的重要性l 銀盤大部分重子物質(zhì)(角動量)之所在l 疏散星團(tuán) (巨分子云) 大多數(shù)盤星誕生之地 原銀河系重子特性的信息原銀河系重子特性的信息 恒星動力學(xué)方法回溯 元素豐度(時、空)分布 (不同年齡)疏散星團(tuán)空間分布動力學(xué)效應(yīng)金屬度分布化學(xué)演化疏散星團(tuán)對研

2、究銀盤結(jié)構(gòu)和演化的重要性同場星比較,疏散星團(tuán)的主要優(yōu)點在于:它們目前的位置同其形成時相比變化相對較小年齡測定比較可靠可以觀測到很遠(yuǎn)的距離紅化相對比較容易確定金屬豐度可以比較精確的測定利用疏散星團(tuán)樣本的金屬豐度,年齡,位置和運動學(xué)特征是研究銀盤形成和演化的主要手段之一 探索星系盤形成和演化的機制疏散星團(tuán)研究可能在以下方面做出貢獻(xiàn) ( I )1. 關(guān)于星系盤形成的從內(nèi)向外(inside-out)內(nèi)落模型 模型預(yù)言: 內(nèi)銀盤的星際介質(zhì)將比外銀盤的要年老, 同時化學(xué)豐度也更高. 即存在年齡和豐度梯度. 選擇內(nèi)銀盤和外銀盤兩組合適的疏散星團(tuán)樣本進(jìn)行 豐度和年齡的觀測可以來驗證這一預(yù)言. 銀盤的豐度梯度和

3、年齡梯度2. 疏散星團(tuán)作為星系并合事件的示蹤者 (空間分布、運動、金屬及年齡綜合統(tǒng)計性質(zhì)) 比如：Sgr stream,GASS疏散星團(tuán)研究可能在以下方面做出貢獻(xiàn) ( II )3. 銀盤年齡的測定, 銀盤年齡 - 金屬豐度關(guān)系(AMR) 最老年疏散星團(tuán)的年齡可以反映銀盤的年齡 疏散星團(tuán)與場星AMR的比較, AMR彌散的本質(zhì) 4. 年輕星團(tuán)：正在星云中形成的年輕星團(tuán)，大部分疏散星 團(tuán)(盤星)都?xì)v經(jīng)此過程而來，恒星形成的“基地” 許 多有關(guān)盤星族形成與早期演化的基本問題(如IMF的形式 與普適性等) 疏散星團(tuán)研究可能在以下方面做出貢獻(xiàn) ( III )5. 星團(tuán)中的雙星和藍(lán)離散星問題 老年疏散星團(tuán)中

4、雙星可能占到20%到50%, 這對疏散 星團(tuán)年齡的估計會產(chǎn)生一定的影響(主序加寬) 星團(tuán)中的藍(lán)離散星發(fā)生的頻率與星團(tuán)類型的關(guān)系怎樣? 對星團(tuán)的顏色-光度圖的影響如何? 這也會影響到 星團(tuán)年齡的確定(主序轉(zhuǎn)折點的確定). 藍(lán)離散星成員慨率的確定 需要視向速度資料疏散星團(tuán)研究可能在以下方面做出貢獻(xiàn) ( IV )6. 其它一些具有統(tǒng)計意義的內(nèi)容 與豐度有關(guān)的:垂直銀道面的金屬豐度梯度問題? 與年齡有關(guān)的: 星團(tuán)的年齡分布最年老疏散星團(tuán)與最年輕球狀星團(tuán)年齡的比較 恒星在星團(tuán)中的演化是否會產(chǎn)生星團(tuán)化學(xué)豐度的 不均勻性 ? 疏散星團(tuán)樣本 Chen, et al. 2019 銀盤金屬豐度梯度 -0.075-

5、0.076-0.0990.028太陽附近F、G型星Age-Metallicity-RelationAMR for 118 OCsCorrected for radial gradient 太陽附近F、G型星 疏散星團(tuán)樣本目前的現(xiàn)狀銀河系疏散星團(tuán)樣本情況銀河系疏散星團(tuán)樣本情況(截至截至2019年年3月月):Number of clusters: 1632with Distances: 771 (47.24%) with Reddening: 753 (46.14%) with Ages: 629 (38.54%) with Dist,Redd. and Ages: 615 (37.68%) wi

6、th Proper motions: 609 (37.32%) with Radial velocities: 234 (14.34%) with P.Motions + RVs: 219 (13.42%) with Dist,Ages,PM and RVs ： 217 (13.29%) with Abundances: 133 ( 8.15%) 二維分布 a.按銀經(jīng)分布：0和180度左右較少，90和270度左右較多，與銀盤結(jié)構(gòu)有關(guān) (如旋臂，消光物質(zhì)分布等)； b.按銀緯分布：集中于15度之間。 銀經(jīng)分布直方圖 銀緯分布直方圖 疏散星團(tuán)觀測樣本在銀盤上的空間分布疏散星團(tuán)觀測樣本在銀盤上的空間

7、分布 2空間分布 a. (受觀測范圍限制)年輕星團(tuán)相對太陽接近對稱分布；80%的年老星團(tuán) Rgc8.5kpc 銀盤上的投影(x,y)分布情況 銀心距直方圖(7kpc內(nèi)有近20個)b. 大部分星團(tuán)較年輕(10 kpc R=600015000 for Vr5 km/s for M/H0.1dex 典型疏散星團(tuán)HR圖SpMVmMd（kpc）DwarfA00.615.915.1A51.914.68.3F02.713.85.8F53.513.04.0G04.412.12.6G55.111.41.9GiantG50.915.613.2K00.715.814.4K5-0.216.721.9Distances

8、 reachablefor differenttypes of stars(Av=0)Hu&Zhao 2019疏散星團(tuán):Dsun10kpcVb = 0b = 5b = 10b = 30b = 90All-sky 15127312169663901295231630552884214275022211141769506441444613303572239181479113490869022345554286Model star count /d2 （Gilmore & Zeillik 2000） LAMOST: 觀測限制觀測限制 視場視場 20deg2, 數(shù)密度數(shù)密度 400-600/deg2

9、-2085 天頂距天頂距 z 60 deg LAMOST: 疏散星團(tuán)觀測建議疏散星團(tuán)觀測建議LOCSS- LAMOST Open Clusters Spectroscopic Survey (利用LAMOST作疏散星團(tuán)天區(qū)的恒星樣本巡天)樣本選擇: 興隆地理緯度40d，取天頂距 z -20d 星團(tuán)數(shù)800。 去除直徑過大( 4-5d) 或過小 ( -20d )赤道坐標(biāo)赤道坐標(biāo)680個疏散星團(tuán)個疏散星團(tuán)( -20d )銀道坐標(biāo)銀道坐標(biāo)銀盤附近疏散星團(tuán)分布密度銀盤附近疏散星團(tuán)分布密度疏散星團(tuán)天區(qū)恒星數(shù)密度隨星等的變化疏散星團(tuán)天區(qū)恒星數(shù)密度隨星等的變化N3000, F=1d1d 相鄰星象1角分假定：

10、 每晚觀測一個星團(tuán)(實際在低銀緯處20平方度平均可有4個) 星團(tuán)觀測天區(qū)1d1d，恒星數(shù)3000； 每晚觀測3次，每次1000顆(？)同時觀測 每年完成100150個星團(tuán) 問題問題 ！LAMOST1平方度內(nèi)可放多少根光纖平方度內(nèi)可放多少根光纖 (400,800,1000) ？ 成果與意義 600個疏散星團(tuán)天區(qū)105106數(shù)量級的恒星 視向速度Vr 金屬豐度視向速度： 疏散星團(tuán)天區(qū)成員判定(不受距離限制) # 運動&動力學(xué)研究(結(jié)合近距星團(tuán)的自行成員更好) # 星團(tuán)HR圖(結(jié)合2MASS測光數(shù)據(jù)) 年齡，間隔，金屬豐度： # 徑向分布(結(jié)合距離參數(shù)) # 梯度演化(結(jié)合年齡參數(shù)) # AMR F

11、rom total of 680 OCsN350N300N70 樣本中已有距離，年齡，金屬參數(shù)情況樣本中已有距離，年齡，金屬參數(shù)情況 LAMOST觀測結(jié)果觀測結(jié)果 星團(tuán)距離、年齡、金屬、速度等星團(tuán)距離、年齡、金屬、速度等: 樣本數(shù)大幅增加，更趨完備；樣本數(shù)大幅增加，更趨完備； 可靠性提高可靠性提高(經(jīng)過運動學(xué)成員判定，結(jié)合經(jīng)過運動學(xué)成員判定，結(jié)合HR圖圖)； 尤其預(yù)期新獲得大量遠(yuǎn)距及老年星團(tuán)物理性質(zhì)尤其預(yù)期新獲得大量遠(yuǎn)距及老年星團(tuán)物理性質(zhì) 提供銀盤形成和演化的重要觀測基礎(chǔ)和關(guān)鍵性的模型約束提供銀盤形成和演化的重要觀測基礎(chǔ)和關(guān)鍵性的模型約束 距離范圍 年齡范圍 空間大小 金屬豐度 “比較星團(tuán) 試

12、觀測：試觀測：選擇十幾個左右星團(tuán)目標(biāo)選擇十幾個左右星團(tuán)目標(biāo)Name Alpha(J2000.0)Delta L(J2000.0)B Dsun Dgc Z Age Note h m s d d d pc kpc pc Gyr Berkeley 17 05 20 36 +30 36 00 175.6462 -03.6479 2700 11.19 -172 12.023 oldest King 2 00 51 00 +58 11 00 122.8741 -04.6884 5750 12.58 -470 6.026 no M&Vr Berkeley 20 05 32 37 +00 11 18 203.

13、4833 -17.3727 8400 16.36 -2508 6.026 NGC 6791 19 20 53 +37 46 18 69.9585 +10.9037 5853 8.55 1107 4.395 NGC 2682 08 51 18 +11 48 00 215.6961 +31.8964 908 9.15 480 2.564 NGC 7789 23 57 24 +56 42 30 115.5320 -05.3850 2337 9.73 -219 1.718 NGC 2420 07 38 23 +21 34 24 198.1072 +19.6341 3085 11.35 1037 1.1

14、17 Berkeley 29 06 53 18 +16 55 00 197.9835 +08.0248 14871 23.05 2076 1.059 most dist，no VrBochum 1 06 25 25 +19 46 00 192.4312 +03.4008 2803 11.25 166 0.005 no M&Vr Bochum 2 06 48 54 +00 23 00 212.3015 -00.3897 2661 10.84 -18 0.005 no M NGC 1893 05 22 44 +33 24 42 173.5850 -01.6804 6000 14.48 -176 0

15、.003 no M NGC 2244 06 31 55 +04 56 30 206.3059 -02.0719 1445 9.82 -52 0.008 no M NGC 2264 06 40 58 +09 53 42 202.9358 +02.1959 667 9.12 26 0.009 NGC 6823 19 43 09 +23 18 00 59.4019 -00.1441 1893 7.71 -5 0.007 no M Dolidze 25 06 45 06 +00 18 00 211.9423 -01.2732 6304 14.24 -140 0.007 no M King 6 03 28 06 +56 27 00 143.3607 -00.0765 871 9.2