Исследование структуры Галактики в направлении галактических долгот 79, 28, 7 градусов тема автореферата и диссертации по астрономии, 01.03.02 ВАК РФ

АКАДЕМИЯ НАУК СССР

ГЛАВНАЯ АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ В ПУЛКОВЕ

На правах рукописи

ДУБЯГО Инга Александровна

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ГАЛАКТИКИ В НАПРАВЛЕНИИ ГАЛАКТИЧЕСКИХ ДОЛГОТ 79, 28, 7 ГРАДУСОВ

01. 03.02 - Астрофизика, радиоастрономия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

КАЗАНЬ - 1990

Работа выполнена в Казанском государственном университете имени'В.И.Ульянова-Ленина

Научный руководитель - доктор физико-математических наук

профессор Ш.Т.Хабибуллин

Официальные оппоненты - доктор физико-математических наук

Ефремов Ю.Н. ( ГАИШ ) - кандидат фи-зико-математических наук Рубан В.В. С ГАО АН СССР )

Ведущая организация - Главная астрономическая обсерватория

заседании специализированного совета (шифр К.002.92.01) по присуждению учёной степени кандидата наук при Главной астрономической обсерватории АН СССР (1961^0 .Ленинград, Пулково).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГАО АН СССР

АН УССР

Защита состоится "/У" ¡С 1990г. в If час

к

мин на

Автореферат разослан " о

1990г.

Учёный секретарь специализированного совета кандидат физ.-мат.наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Исследование строения и эволюции Галактики остаётся по-прежнему одной из важнейших задач современной астрономии. Проведённые многочисленные исследования не позволяют сделать однозначные выводы относительно спирального узора Галактики и ей отдельных частей. Это связано с недостаточностью наблюдательного материала и немногочисленностью независимых методов наблюдений.

Только комплексные исследования во всём диапазоне доступных для наблюдений длин волн позволят изучить свойства и эволюцию крупных галактических образований и проследить взаимодействие между собой их отдельных компонент, таких как звёз- . ды, газо-пылевыэ облака, а также- помогут выявить галактическую структуру.

Важной частью этой обширной программы является детальное исследование пространственного распределения звёзд и межзвёздной материи в различных областях Галактики. В этой связи большое внимание уделяется межзвёздному поглощению света; Только зная величину поглощения в разных направлениях и на разных расстояниях от Солнца, можно определить пространственное положение звёзд и звёздных группировок. Как известно, работы, связанные с изучением поглощения света, очень трудоёмки, поскольку требуют большого количества фотометрических и спектральных данных для слабых звёзд.

Крайне важным является и исследование межзвёздной материи в областях звездообразования, поскольку межзвёздная пыль в гигантских молекулярных комплексах играет значительную роль.

Всё изложенное выше и определяет актуальность данной работы, задачей которой являлось получение массовых фотометрических и спектральных данных в избранных областях Галактики, и на этой основе изучение пространственного распределения звёзд и межзвёздной материи.

Объектами исследования были в«5раны три области Галактики, расположенные в её первом квадранте:

I. Область в направлении рассеянного звёздного скопления

//GC6866 (¿ = 79°, b =+6° ), площадью в 2,8 квадратных градуса расположена в созвездии "Лебедь".

2. Область в направлении рассеянного звёздного скопления Тр 35 ( L = 28,3°, 6= 0°), площадью в 0,7 квадратного градуса, расположена в созвездии "Змея".

3. Область в направлении эмиссионной туманности М 20 (¿=7°, 6 *-0,5с), площадью в I квадратный градус, расположена в созвездии "Стрелец". Туманность М 20 связана с мощною областью звездообразования.

Цель работы.

1.Получить наблюдательный материал в трёх цветах СÍ/5V ) для областей в направлениях N&C 6866, Тг» 35, М 20.

2. Определить U6V величины звёзд в исследуемых площадках.

3. Получить спектральный материал и разработать критерии спектральной классификации по снимкам с объективными призмами. Классифицировать по спектральным классам звёзды в исследуемых районах.

Составить каталоги звёздных величин, показателей цвета и спектральных классов звёзд в направлении на области SSC6Q66, Тг 35, М 20.

5. На основе полученных каталогов исследовать распределение звёзд и межзвёздной материи в исследуемых районах. .6. На основе проведённых исследований уточнить положение спиральных ветвей Галактики в направлениях галактических долгот 79°, 28°, 7°.

Научная новизна работы.

Впервые получены каталоги V величин, показателей цвета (5-к) и (í/-e) 6126 звёзд до 15,5Л С в системе V ) в направлениях NSC 6866, Тл 35, М 20.

Разработаны критерии спектральной классификации по спектрам, полученным с объективными призмами с очень низкой дисперсией ( 400 А/мм и 10 ООО А/мм для звёзд до 14,0 - Ь.О"1. В исследуемых облавтях классифицировано более 1000 звёзд.

На основе полученных каталогов проведено исследование распределения звёзд и межзвёздной материи до расстояний свыше

— 4 _

7 кпк от Солнца. Подобные исследования в этих районах ранее не проводились.

Фиксировано положение рукавов Галактики в направлениях ¿ = 79°, 28°, 7°. Впервые в направлении L = 79° обнаружены признаки ветви Персея, а в направлениях I = 28° и 7° - признаки возможного рукава, расположенного за рукавом Стрельца.

В области в направлении A7JC6866 открыто несколько пекулярных объектов. Обнаружена тесная группа звёзд ранних спектральных классов на расстоянии 4 кпк.

На защиту выносится:

1. Каталог У величин, показателей-цвета (5-7), СU-B ) и спектральных классов 4126 звёзд в направлении 6866 С 79°).

2. Каталог V величин, показателей цвета С B-Y) , (IT-ß) и спектральных классов 1000 звёзд в направлении Т> 35 (L 3 28°).

3. Каталог V" величин, показателей цвета (ß-VO, (U~ö) 1000 звёзд в направлении эмиссионной туманности М 20 (I = 7°).

4. Критерии спектральной класси(|икации по спектрам звезд, полученным с объективными призмами с очень низкой дисперсией.

5. Результаты исследования пространственного распределения межзвёздной материи в направлении Л/006866, Т;» 35, М 20.

6. Результаты исследования пространственного распределения звёзд в направлении А'QC 6866.

7. Пространственная структура Галактики в I квадранте в направлении галактических долгот 79°, 28°, 7°.

Научная и практическая ценность.

Полученные результаты по изучению структуры Галактики в исследуемых направлениях вносят вклад в построение целостной картины строения и развития нашей звёздной системы. Обширный наблюдательный материал, представляющий собой каталоги звёздных величин, показателей цвета и спектральных классов звёзд, может быть использован в работах по исследованию кинематики разных групп звёзд при уточнении структуры Галактики, а также при изучении областей звёздообраэования. Результаты работы подтверждают, что выбранная методика получения и обработки

'.наблюдательного материала позволяет использовать телескопы небольшого размера для получения массовых фотометрических и сгектраяьных данных,- используемых в звёздно-статистических работах.

Апробация работы:

Основные результаты работы докладывались на итоговых научных конференциях КГУ, на научных семинарах Астрономической Обсерватории им. Энгельгардта и кафедры астрономии КГУ, на совещании "Спиральная структура Галактики" ( Киев,1977), на совещании рабочей группы "Галактика" ( Свердловск,1987). Опублико- . ванные каталоги использовались в ГАИИе С Москва ) и в Институте-Астрономии Инсбрукского университета ( Австрия ).

По теме диссертации опубликовано 12 работ.

Структура и объём диссертации.

Диссертация состоит из-введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложения, содержит 89 страниц машинописного текста, 41 рисунок, 16 таблиц. Список литературы содержит 153 цитированных названия. В приложении приведены каталоги 6126 звёзд и идентификационные звёздные карты. Общи объём диссертации 225 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, изложена цель работы, её новизна, практическое значение. Сформулированы основные результаты, выносимые на защиту. Кратко изложено содержание диссертации.

Первая глава / §§ 1-2 / посвящена обзору звёздно-астрономических исследований в I квадранте Галактики. Вначале кратко охарактеризовано современное состояние исследования спиральной структуры различными методами. ■ Далее представлен подробный обзор работ по проблеме изучения распределения звёзд и межзвёздной материи в направлении галактических долгот от 0° до 90 . Рассмотрены исследования, касающиеся уточнения положения спиральных ветвей в 5тих районах. Большинство работ проведено на сравнительно небольших расстояниях от Солнца. В некоторых из

них распределение межзвездного вещества даётся по большой площади, что не позволяет выявить детальную структуру пылевых облаков.

Во второй главе / §§ 1-5 / представлено фотометрическое исследование в трёх избранных областях Галактики в направлениях С =79°, 28°, 7°. Наблюдательный материал был получен автором на 38-см телескопе Шмидта АОЭ в высокогорных экспедициях и на телескопэ АСТ 452 в АОЭ. Наблюдения проводились в-трёх цветах в фотометрической системе, близкой к системе 1/&У Джонсона - Моргана, которая была реализована с помощью подбора комбинаций фотографических эмульсий и (фильтров. Для расчёта полученных фотометрических систем и их связи с иВУ был применён метод численного интегрирования. Уравнения связи этих инструментальных систем (а Ь V ) с системой иВУ представляются в виде 'формул:

2 3

V + ос + + -V) ,

И-В - <*+ рСи-Ь) +Ца-Ьг.

Численные значения коэффициентов представлены в таблице.-

Полученные фотографические пластинки были измерены на ирисовом микрофотометре АОЭ. Фотоэлектрические стандарты находились в непосредственной близости от исследуемых участков. Рассмотрена точность работы, микрофотометра, описана методика получения звёздных величин, усреднённых по трём - четырём пластинкам в каждом цвете.

Описаны каталоги звёздных величин и показателей цвета 4126 звезд в направлении

области ^££6866 Ц = 79°) - I катал ог, ' 1000 звёзд - в направлении Тг35 (I = 28°) - каталог П, 1000 . звёзд в направлении эмиссионной туманности М 20 ( I = 7°) -каталог Ш. Проведено исследование точности каталогов. Средние ошибки каталогов по всем интервалам звёздных величин

составляют: и В V

I каталог 0,05т 0,04т 0,04

П каталог 0,06 0,06 0,05

Ш каталог 0,07 0,07 0,06

Графически определены величины полного охвата звёзд каталогов, которые в системе V составляют: каталог I - 15,0т, катало!- П - 15.2т каталог Ш- 13,5т .

Третья глава представляет собой описание спектрофотомет-рических исследований в избранных площадках, целью которых являлось* определение спектральных классов звёзд и, по возможности, их абсолютных величин. Наблюдательный спектральный материей! был получен на телескопе АЗТ-5 в КрАО с объективной призмой 3°45' с дисперсией 430 А/мм у Н^ и на телескопе ACT *62 в АОЭ с 2° объективной призмой ( дисперсия 10 ООО А/мм ). В качестве спектрофотометрических стандартов были использованы снимки скоплений " Плеяды" и "Ясли", полученные одновременно с исследуемыми областями.Опи сана методика получения ре-гистрограмм спектров звёзд и их дальнейшая обработка.

Данная количественная спектральная классификация основана на сравнении интенсивности спектральных линий, характерных для определённого спектрального класса звезды. Сгвктральные классы определялись по спэктрофотометрическим критериям, вычисленным по измерениям интенсивностей в длинах волн:Н^ф.4340), Н^ (Ш02), Н+Нг(А39б8), К(Х3934) для звёзд ранних спектральных классов и ХЮеО, Н^(А43 Ю), G. (X 4308), X 4260, CalGU227), GN (A4I80) - для поздних спектральных классов. Численные значения критериев приведены в таблицах. В направлении /У6Сб8б6 было классифицировано 420 звёзд до 13,0 . Точность спектральной классификации составляет в среднем 2-3 спектральных .подкласса по всем интервалам звёздных величин.

Для классификации спектров звёзд, полученных с 2-х градусной:' объективной призмой, была разработана качественная спектральная классификация,при помощи которой было классифицировано в направлении NÜC6866 ещё 500 звёзд, а в направлении Т/* 35 - 12Э звёзд до 15,0 т .

.Каталоги звёздных величин, показателей цвета и спектральных классов звёзд послужили основой для изучения пространственного распределения звёзд w межзвёздной материи в исследуемых районах Галактики.

Четвёртая глава посвящена вопросу исследования поглощающего вещества на различных расстояниях от Солнца. Описан ме-

тод определения межзвёздного поглощения, подробно исследуется точность полученных результатов, анализируются возможные ошибки.Большое внимание уделено эффекту наблюдательной селекции, связанному с облачной структурой межзвёздной материи. Вычислены области полного охвата звёзд для различных спектральных классов. Данные представлены в таблицах и графиках.

Межзвёздное поглощение в направлении МйС 6866 (С = 79°) исследовано в каждой из шести зон, параллельных галактической плоскости. Рассмотрено изменение поглощения с-расстоянием в каждой зоне. Обнаружены три облака межзвёздной материи, общие для всех зон. 1-ое облако на расстоянии до I кпк, 2-ое -от 1,5 кпк до 3 кпк, 3-ее - от 6,5 до 7 кпк. Найдено заметное скопление пыли на расстоянии свыше 7 кпк. Обнаружено отклонение местной ветви от плоскости Галактики. Исследовано распре- . деление пылевой материи в направлении перпендикулярном плоскости Галактики. Результаты представлены в виде диаграмм, таблиц и рисунков.

Проведено исследование распределения пространственных плотностей звёзд в направлении ¿ = 79° для спектральных классов от В до Г. Обнаружены максимумы распределения плотностей звёзд, связанные с Местным рукавом и рукавом Персея. Представлены гистограммы распределения плотностей звёзд.Построена функция светимости звёзд области.

При изучении межзвёздного поглощения света в направлении Тр 35 ( I =• 28°) обнаружено сильное поглощение до расстояния в Зкпк. Здесь луч зрения проходит по рукаву Стрельца. Дальнейшее увеличение поглощения наблюдается на расстоянии б кпк, где находится плотное облако пылевой материи.

Исследование поглощения в направлении на эмиссионную туманность М 20 проводилось в трёх участках небесной сферы с относительно равными поверхностными плотностями звёзд. Самые плотные облака межзвёздной материи в этом направлении (¿=7°) находятся на расстоянии I кпк от Солнца - в Местном рукаве. На расстоянии 2 кпк луч зрения входит в рукав Стрельца,и поглощение достигает 2,5Ш . Дальнейшее его увеличение отмечено на расстоянии 4 кпк. Приведены диаграммы распределения плотности пыли .

В пятой главэ на основании полученных данных анализируется строение Галактики в направлениях галактических долгот ■79°, 28"°, 7°. Проводится сравнение с данными радионаблюдений и со сводной картиной спиральной структуры Галактики.

В этой же главе рассмотрены некоторые интересные детали строения Исследуемых областей и пекулярные объекты, обнаруженные в направлении NGQ6866. На среднем расстоянии от Солнца в 4,25±0,6 кпк находится тесная группа ранних звёзд со средним (В -У)0= -олчт.

Необычный звездообразный объект с сильным синим и ультрафиолетовым излучением открыт в направлении L =79°.

V = 15,Ют i B-V = -0,75 т , U-B = J0,55m Обсуждается возможная природа объекта. Предполагается, что это может быть близкий квазар. Приводится спектр объекта.

В этом же районе найдены новая переменная звезда ( СПЗ 2451, 1747 Суд ) и возможная вспыхивающая звезда.

В заключении содержится краткое, изложение полученных результатов и основные выводы.

В приложении представлены каталоги 6126 звёзд. Для каждой звезды даётся № по каталогу, звёздная величина У и показатели цвета (В-7) и (.U-B), Для части звёзд приведены спектральные классы и классы светимости. К каталогам прилагаются идентификационные звёздные карты.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ

I-. На основе полученного фотографического материала созданы и исследованы каталоги V величин и показателей цвета 6126 звёзд в направлениях на области NGC 6866 ( L = 79°), Тг 35 ( ¿ = 28°), эмиссионной туманности М 20 ( Í = 7°).

2. По спектральным снимкам областей с объективными призмами с очень низко- дисперсией разработаны критерии спектральной классификации звёзд и с их помощью классифицировано более IC00 звёзд.

3. Исследовано детальное распределение поглощающей материн в направлении I =79°. Выявлено три комплекса облаков, совпа-

'дающих с Местной спиральной ветвью и с ветвью Персея.

4. Исследовано пространственное распределение звёзд в направлении L = 79°. Обнаружены два пика плотности звёзд, связанные со спиральными рукавами Галактики. Построена функция светимости для данной области.

5. Исследовано распределение плотности пылевой материи в направлении перпендикулярном плоскости Галактики. Найдено повышение плотности пыли на расстоянии 350 пк и 700 пк над плоскостью.

6. Исследовано распределение межзвёздного поглощающего вещества в направлении I = 28°. Обнаружены комплексы облаков пылевой материи, связанные с Местным рукавом, рукавом Стрель-. ца и рукавом нейтрального водорода. -

7. Исследовано распределение межзвёздной материи в направлении I = 7°. Выделены три массива пылевых облаков.

8. В направлении ¿ =79° обнаружены гвкулярные объекты: звездообразный объект с аномальными избытками цвета, переменная и вспыхивающая звёзды.

9. По результатам работы уточнена структура Галактики в направлениях ¿ =79°, 28°, 7°.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Дубяго И.А. Исследование межзвёздного поглощения в райо--не М&С 6866. - Изв. АОЭ, 1976, » 41, с. 215-222.

2. Дубяго И.А. Каталог звёздных величин и показателей цвета 1906 звёзд в окрестности N&C 6866. -Изв.АОЭ, 1978, № 43, с. 67-87.

3. Дубяго И.А. Строение Галактики в направлении долготы 79°. - Бюл.Абастуман.Обс., 1980, »52,с. 29-32.

4. Дубяго И.А. Каталог звёздных величин и показателей цвета 2220 звёзд в области созвездия Лебедь. - Изв.АОЭ, 1981, № 47, с. 29-78.

5. Дубяго И.А. Новая переменная звезда СПЗ 2451 в Лебеде. -Пер.звёзды, 1982, прилож. 4, №20, С.209.

6. Дубяго И.А. Межзвёздное поглощение света в области скопления Тг 35. - Изв.АОЭ, 1987, № 52, с.148-153.

7. Дубяго И.А. Распределение межзвёздной материи в направлении на область звездообразования М 20. - Изв.АОЭ, 1988, № 53, с.87-97.

8. Дубяго И#А. Каталог звёздных величин и показателей цвета 1000 звез^ в направлении на эмиссионную туманность М 20. -Изв. ДЭЗ, 1989, №54, с. 53-77.

9. Дубяго И.А., Тохтасьев С.С. Фотометрическая система Шмидта и её связь с системой U&V • - Изв.АОЭ, 1973 Д Ю , с. 80-65.

10. Дубяго И.А., Тохтасьев С.С. Фотографические наблюдения интересного объекта в Лебеде. - Изв.АОЭ, 1980, № 46, с.67-86.

11. Дубяго И.А., Маркова Л.Т., Тохтасьев С.С., Урасин Л.А., Шабалов Ю.Ф.. Фотометрическая система двух телескопов АОЭ.-Изв.АОЭ, 1980, * 46, с. 67-86.

12. Dubjago I.A., Tokhtasjev S.S., and Urasin L.A. The distribution of interstellar" dust in nine regions near the galactic plane. - Astron.Nachr., 1988,. 309, 1, p.65-67.