【摘要】：M31(仙女星系)是本星系群中最大的旋渦星系。由于盤是星系的主要成分,大部分的重子物質(zhì)都包含在星系的盤中,本文建立了一個唯象的星系盤形成的內(nèi)落模型,詳細(xì)研究了M31盤的恒星形成歷史和化學(xué)-分光演化性質(zhì)。論文的目的是利用一種簡單的唯象的星系形成模型,結(jié)合與觀測的比較對M31盤中的恒星形成歷史,盤的形成時標(biāo)等物理參數(shù)給出一個較為明確的結(jié)論。 論文的第一部分詳細(xì)綜述了M31的最新觀測和研究進(jìn)展,包括M31的核球,盤和暈等方面的觀測性質(zhì)。討論了M31與銀河系觀測性質(zhì)的相似性和相異性。對它們的形成機制作了比較。給出了它們的基本觀測數(shù)據(jù)。 論文的第二部分中,我們建立了一個M31盤形成的內(nèi)落模型,認(rèn)為盤是由具有原初化學(xué)成分的氣體內(nèi)落而形成的。考慮到氣體冷卻時標(biāo)的不同,引入了兩個內(nèi)落時標(biāo) ( 和t0。這兩個時標(biāo)都被假設(shè)是離開盤中心距離的函數(shù),因此t0不同,表示盤上不同半徑處氣體內(nèi)落開始的時刻不同;( 的不同表示盤不同的地方內(nèi)落大小不同。我們假設(shè) t0是離開盤中心距離的線性函數(shù),內(nèi)落時標(biāo)隨離盤中心距離以e指數(shù)增加。這兩者都表明盤是由內(nèi)到外而形成的。 恒星形成率(SFR)是研究星系形成和演化最重要的參數(shù)。Kennicutt定律是通常采用的。即SFR正比與氣體面密度的N次方,其中N=1.4。這一關(guān)系是基于對近鄰盤狀星系SFR觀測得到的一個平均結(jié)果。對于具體一個星系而言,不同地方的SFR很可能有不同的表現(xiàn)性質(zhì)。我們考慮了三種形式的恒星形成速率SFR:(1)SFRⅠ,僅與氣體面密度相關(guān)(N = 1);(2)SFRⅡ,僅與氣體面密度相關(guān)(但N = 1.4),即Kennicutt定律。(3)SFRⅢ,與氣體面密度(N = 1)及盤的角速度都相關(guān)。通過詳細(xì)的模型計算比較了這三種SFR給出的盤的性質(zhì)。結(jié)果表明第一種SFR(N = 1)能較好地擬合出盤在5個波段(U,B,V,R,K)的標(biāo)長,氣體和金屬豐度輪廓。 然后,利用星族合成的方法討論了M31盤的顏色梯度及其演化。模型預(yù)言的顏色輪廓不能完全與觀測吻合。主要原因是消光的影響包括M31內(nèi)部消光和銀河系前景消光;另外M31核球的貢獻(xiàn)也是一個重要原因。真正的比較需要有合理的消光模型和核球形成模型對觀測數(shù)據(jù)或者理論預(yù)言進(jìn)行消光和核球貢獻(xiàn)的改正。 最后,因為M31具有較大的核球,我們基于盤的不穩(wěn)定性形成核球這樣一種機制簡單討論了它對模型的影響。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院（上海天文臺）
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2004
【分類號】：P157
【圖文】：

星系化學(xué)演化的示意圖

內(nèi)落時標(biāo)和盤形成時標(biāo)隨半徑的變化

為了得到 M31 中氣體總面密度分布，我們首先把 Berkhuijsen(1977圖 5-1 采用 SFR-I，不同模型得到的氣體面密度分布與觀測結(jié)果的比較 。 * 和 o 代 表 觀 測 結(jié) 果 ， 分 別 取 自 Berkhuijsen(1977) 和Walterbos(1986)。不同模型結(jié)果如圖中所示。

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本文編號：2784442