恒星计数研究银河系结构
  • 【摘要】

    我博士期间四年的工作是用恒星计数的方法研究银河系结构,特别是恒星晕的结构. 这篇博士论文是对于这期间学习和工作的总结. 本文首先回顾了研究银河系结构的重要意义, 评述了现阶段对银河系结构,形成与演化的认识. 然后详细介绍了四种主要的恒星计数的方法. 最后重点论述了我们利用SDSS和SuperCOSMOS的数据 对银河系恒星晕的不对称性的研究. SDSS的DR4的数据显示北银冠附近的恒星晕显示出不同... 展开>>我博士期间四年的工作是用恒星计数的方法研究银河系结构,特别是恒星晕的结构. 这篇博士论文是对于这期间学习和工作的总结. 本文首先回顾了研究银河系结构的重要意义, 评述了现阶段对银河系结构,形成与演化的认识. 然后详细介绍了四种主要的恒星计数的方法. 最后重点论述了我们利用SDSS和SuperCOSMOS的数据 对银河系恒星晕的不对称性的研究. SDSS的DR4的数据显示北银冠附近的恒星晕显示出不同于旋转对称模型预言的不对称结构. 这个问题成为这篇论文的中心科学目标.在北银冠SDSS大视场深极限星等的巡天为我们探究这个问题提供了条件. 对于南银冠,SuperCOSMOS是目前我们能够得到的最好的巡天资料. 从SDSS的DR4的测光数据中可以发现 $0^\circ$和$180^\circ$子午线两侧的恒星数目与旋转对称的星系模型所预言的镜像对称的结构并不一致. $180^\circ$到$360^\circ$的恒星数密度明显地比另一侧的密度值大. 密度超出的最大值在室女星座(Virgo)的方向. 从在颜色上的恒星计数可以知道,密度的超出是由晕星主导的. 关于造成这种不对称性的原因有两种不同的观点, 其一是恒星晕的平滑结构本身不是旋转对称的, 其二是恒星晕中可能存在 大尺度的星流,这可能是早期吸积矮星系留下的遗迹. 当然也可能两种机制并存. 为了探究恒星晕不对称结构的问题,我们进行了两部分工作. 在工作中我们首先尝试用三轴椭球结构的恒星晕解释这种不对称性. 三轴结构的恒星晕可以很好地拟和北天SDSS的数据,但这个模型多参数的特性使得无法确定唯一的结果. 于是我们寻找南天的数据进一步从观测给出限制. 对于三轴椭球恒星晕的盘面与银盘重合或只有较小倾角的模型会预言在南天有相同程度的密度超出. SDSS的数据在南天的天区覆盖只有三个带(stripes),所以我们选用了数字化的照相测光巡天SuperCOSMOS的数据. 照相测光的精度和深度都不及SDSS的数据. 我们对比了重叠天区的两个巡天的数据,并且讨论了在SuperCOSMOS的深度和精度下 用南天的数据限制恒星晕不对称结构的可行性. 对比SDSS数据,SuperCOSMOS的数据在极限星等范围内的恒星计数的误差达到9.17\%. 在误差范围之外并没有看到南天存在大尺度不对称结构的迹象. 因此北天SDSS数据中看到的恒星晕的不对称结构可能是吸积矮星系造成的大尺度星流的结果. 但并不排除在SuperCOSMOS恒星计数的误差之下存在三轴结构的可能.根据第二部分工作,将SDSS的数据退化到 SuperCOSMOS的星等限下(B$_J$从$16^m.5$到$20^m.5$,R$_F$波段从$16^m.5$到$19^m.5$) ,在北银冠仍能探测到不对称的结构.这对于LAMOST的科学目标是重要的. LAMOST用光谱巡天探测恒星的运动学,金属丰度以及分类的信息,在这个星等限下是可以探测恒星晕的结构的. 我们的工作为LAMOST提供了一个预研究.为LAMOST研究恒星晕的输入星表正在准备当中. 收起<<

  • 【作者】

    徐岩 

  • 【学科专业】

    天体物理

  • 【授予学位】

    博士

  • 【授予单位】

    中国科学院国家天文台

  • 【导师姓名】

    邓李才

  • 【学位年度】

    2007

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    统计%银河系%结构%基本参数%恒星晕