Структура Галактики

Структура Галактики и типы населений

§4.1 Типы населения галактик и подсистемы

Представление о типах населения ввел американский астроном Вальтер Бааде (1944 г.). Первоначально он обратил внимание на то, что в Туманности Андромеды (М31) звёзды разных типов распределены по-разному: красные гиганты тяготеют к околоядерным областям этой галактики, а голубые звёзды собраны в основном в спиральных ветвях. Объекты спиральных ветвей Бааде назвал населением I-го типа, а звёзды центральных областей галактики – населением II. Сам Бааде, а вслед за ним и другие исследователи установили, что многие характеристики звёзд, между которыми нет прямой физической зависимости, такие как возраст, химический состав, кинематические свойства и элементы галактических орбит также связаны с распределением объектов в Галактике. Оказалось, что наиболее старые объекты (они составляют население II) одновременно бедны тяжелыми элементами, у них велика дисперсия остаточных скоростей и движутся они по сильно вытянутым, почти радиальным галактическим орбитам вокруг галактического центра. Типичными представителями населения II являются шаровые скопления, субкарлики, и переменные звёзды типа RR Lyr и W Vir. В Галактике они образуют сферическую подсистему, или гало, для которой характерна сфероидальная форма поверхностей равной плотности, сильная концентрация к центру Галактики и медленное вращение.

Объекты меньшего возраста – население I – имеют в десятки и сотни раз большее содержание тяжелых элементов, у них относительно мала дисперсия остаточных скоростей и движутся они по практически круговым орбитам, образуя быстровращающуюся подсистему галактического диска. К населению I относится большинство наблюдаемых звёзд главной последовательности, сверхгиганты, большая часть красных гигантов, облака межзвёздного газа и пыли, рассеянные звёздные скопления и звёздные ассоциации.

Классификация населений Бааде со временем усложнилась и видоизменилась. Но неизменным осталось самое существенное в этой концепции – связь различных характеристик населений, в основе которой оказалась зависимость этих характеристик от возраста. Эта связь дала ключ к пониманию строения и эволюции Галактики. Она позволила объединить в одно целое историю звёздообразования в Галактике, формирование галактических подсистем с их геометрическими и кинематическими особенностями и особенностями химического состава.

Понятие типа населения тесно связано с понятием подсистемы Галактики. Населения разного возраста образуют в Галактике разные подсистемы. В настоящее время полагают, что гало Галактики (т.е. население II) также неоднородно и состоит из трех подсистем: довольно металличного ([Fe/H] > -1.0) толстого диска, малометалличного собственного гало и аккрецированного гало. Причем только первые две подсистемы генетически связаны с галактическим диском, тогда как последняя подсистема состоит из объектов, образовавшихся за пределами Галактики и впоследствии захваченными ею. Возникает вопрос, существуют ли естественные границы между генетически связанными подсистемами или же изменение геометрии, динамических свойств, химического состава непрерывно меняются при переходе от старых населений к молодым? В первом случае Галактика должна состоять из дискретного набора подсистем, во втором – деление на подсистемы условно и может проводиться произвольно. (Некоторые исследователи даже выделяют в Галактике более десятка подсистем.) Что же касается перечисленных подсистем, то их разделённость обусловлена малочисленностью или даже полным отсутствием звёзд и звёздных скоплений с параметрами, промежуточными между характерными для каждой подсистемы значениями. Особенно это показательно для различий между подсистемами тонкого и толстого дисков, то есть между диском (население I) и гало (население II) по классификации Бааде.

В таблице 4-1 указаны приблизительные границы некоторых величин для перечисленных выше подсистем Галактики.

Таблица 4-1

Подсистема	Население по Бааде	Возраст млрд.лет	Металличность, [Fe/H]	Дисперсия скоростей, км/с	Эксцентриситеты орбит
Тонкий диск	I	<(7– 9)	> -0.4	<30	< 0.25
Толстый диск	II	10 - 12	-0.4 - -1.0	50	0.2 - 0.5
Собственное гало	II	(12-13)	-1.0	80	0.5 - 0.9
Аккрецированное гало	II	> 9	< -0.5	>120	> 0.8

Таким образом, последовательность изменений возрастов и других характеристик генетически связанных населений Галактики не является непрерывной и это придает глубокий смысл классификации подсистем. (Объекты аккрецированного гало стоят особняком, но все они характеризуются, как правило, высокими скоростями и экстремально вытянутыми орбитами.)

Наряду с перечисленными подсистемами целесообразно рассматривать как отдельную подсистему балдж – область с радиусом 600 – 700 пк вокруг центра Галактики, выделяющуюся по кинематическим признакам и физическим характеристикам звёзд.

</body> </html>