【摘要】：太陽(yáng)附近G矮星金屬豐度分布函數(shù)是目前銀河系化學(xué)演化模型的最嚴(yán)格的觀 測(cè)約束之一。本文以G矮星金屬豐度分布為線索，從觀測(cè)和理論兩方面研究銀盤 的化學(xué)演化，試圖探討銀盤形成和演化方面的一些基本知識(shí)。 首先，我們得到了一個(gè)新的G矮星金屬豐度分布函數(shù)。利用一個(gè)更大的太陽(yáng) 附近G矮星樣本，由uvby測(cè)光數(shù)據(jù)定出G矮星的金屬豐度。由于體積有限的樣本 可能低估貧金屬星的數(shù)目，應(yīng)該對(duì)原始金屬豐度分布進(jìn)行標(biāo)高改正。另外，還需 對(duì)觀測(cè)誤差進(jìn)行改正。結(jié)果表明，新得到的G矮星金屬豐度分布在峰值和貧金屬 端與以前的結(jié)果存在明顯差異。 其次，以我們得到的G矮星金屬豐度分布函數(shù)作為觀測(cè)約束，比較了四種采 用星際介質(zhì)化學(xué)豐度非均勻假設(shè)的解析模型。結(jié)果表明，對(duì)于簡(jiǎn)單和坍縮模型， 采用非均勻假設(shè)后，“G矮星問(wèn)題”仍然存在，說(shuō)明這兩個(gè)模型的假設(shè)與實(shí)際情 況相差甚遠(yuǎn)。PIE和PPY模型的預(yù)言在貧金屬端與觀測(cè)符合較好，表明這兩個(gè)模 型可以粗略描述銀盤形成初期的化學(xué)演化特征，但是，銀盤演化的大部分時(shí)期不 能被當(dāng)作封閉系統(tǒng)看待。 最后，我們建立了銀盤化學(xué)演化的雙成份模型，，即考慮到銀盤是由薄盤和厚 盤兩種成份構(gòu)成的，并假設(shè)厚盤和薄盤分別是由兩次不同的氣體內(nèi)落形成的。由 于目前存在兩種類型的厚盤形成機(jī)制，我們考慮了厚盤先于薄盤形成和厚盤晚于 薄盤形成這兩種雙成份模型。以我們得到的太陽(yáng)附近G矮星金屬豐度分布函數(shù)作 為主要觀測(cè)約束，定量比較了四種銀盤化學(xué)演化模型（包括封閉模型、單成份模 型、厚盤先于薄盤形成和厚盤晚于薄盤形成的雙成份模型）。結(jié)果表明，對(duì)于封 閉模型，采用新的觀測(cè)約束后，“G矮星問(wèn)題”仍然存在；假設(shè)有氣體不斷內(nèi)落 才逐漸形成銀盤的單成份模型能夠定性符合觀測(cè)約束，但是模型置信度很低，僅 為30％，而雙成份模型的置信度可達(dá)到50％。因此，若想詳細(xì)研究銀河系化學(xué)演 化，必須將薄盤和厚盤區(qū)別對(duì)待。 計(jì)算結(jié)果表明，兩種雙成份模型的最佳擬合均能符合G矮星金屬豐度分布函 數(shù)，模型置信度均達(dá)50％。所以，僅僅依據(jù)G矮星金屬豐度分布函數(shù)的定量擬合， 難以判別哪一種雙成份模型更為合理�，F(xiàn)今太陽(yáng)附近厚盤的質(zhì)量面密度在我們的 雙成份模型中是重要的可調(diào)參數(shù)之一。為了得到最佳擬合，厚盤先于薄盤形成的 模型所要求的本地厚盤的現(xiàn)今質(zhì)量要遠(yuǎn)大于恒星計(jì)數(shù)給出的結(jié)果，而厚盤晚于薄 盤形成模型在這一方面與恒星計(jì)數(shù)的結(jié)果比較一致。因此，我們比較趨向于后一 種模型，即認(rèn)為先形成薄盤，由于薄盤的某種作用或結(jié)果，才逐漸形成厚盤。 另外，我們將厚盤晚于薄盤形成模型的計(jì)算結(jié)果與其它觀測(cè)約束進(jìn)行了比 較，結(jié)果表明，除銀盤徑向豐度梯度以外，模型預(yù)言能夠很好地符合其它觀測(cè)約 束。觀測(cè)表明銀盤內(nèi)部區(qū)域的豐度梯度較陡，外部區(qū)域的較平，而模型的計(jì)算結(jié) 果與此相反，可能是由于模型采用的恒星形成速率太簡(jiǎn)單，在氣體密度較低的外 部區(qū)域與實(shí)際的恒星形成行為相差較大。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：1999
【分類號(hào)】：P156.5;P152

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本文編號(hào)：2601258