Введение к работе
Актуальность темы.
Непреходящую актуальность в астрономии имеют всестороннее изучение известных небесных объехтои и их систем разного ранга и тем более обнаружение новых структур. Столь же актуальны поиски в космическом хаосе элементов упорядоченности и поиски приводящих к ним причинно-следственных связей. В эти направления вписываются задачи, решавшиеся в диссертации.
Около четырех десятилетий не ослабевает интерес к радио-петлям или шпурам, очерчивающим большие площади неба. Одна за другой открываются составляющие оболочек, соответствующих петлям, ответственные за излучение на разных частотах непрерывного радиоспектра и в линии 21 см, затем в рентгенопскнх-и гамма-лучах. Очевидна актуальность поиска неизвестных еще составляющих. Четыре оболочки с радиусами порядка 100 ик, первые из числа открытых, находятся недалеко от Солнца, внутри Местной системы. Какую роль они играют в ней?
"Астрофнзичность" оболочек и "звездно - астрономнчность" Местной системы, создали тот контакт, который при совместном изучении обещал новые результаты. И они получены.
Обнаружена- концентрация звезд к ралнонстлям, мало уступающая' известным концентрациям к плоскости. Галактики, к поясу Гулда и др. Ее можно трактовать как звездную составляющую оболочек, считавшихся газовыми структурами. Попутно по поглощению света установлено повышенное содержание пыли вдоль петли. Так оболочки стали наблюдаемыми и в оптике. Более подробно изучалась Петля I. Независимо от того, какая составляющая превалирует по массе, можно говорить о новом виде звездных ансамблей или, точнее, о звездно-газо-пылевых оболочечных структурах. Возможно к ним относятся все многочисленные уже открытые в Галактике оболочки HI.
Местная система изучается уже более столетия.. Но до сих пор плохо известна ее 'внутренняя' структура, особенно внутри периферийного Кольца Линдблада. Из особенностей во взаимном расположении молекулярных облако», .звездных ассоциаций, рассеянных -звездных скоплений и крупных оболочек вырисовывается схема строения Местной системы.
Это . система с тремя ядрами из доминирующих по массе гигантских молекулярных облаков и порожденных ими звездных ассоциаций. Каждое'.ядро окружено звечдно-газо-пылегл ч'і оболочкой (или их парой), ограничивающей зону-. сильной гравитации и других влияний. . Радиус '.оболочки ' повидймому. равен приливному
радиусу ядра (-100 нк). Расположенные в вершинах треугольника ядра и зоны их сильного влияния обхватывает Кольцо Линдблада. Солнце оказалось вне этих зон, между ними.
Лишь в узких "коридорах" между зонами, а также между ними и \ Кольцом Линдблада могут находиться и двигаться звездные скоп-' ления, принадлежанше Местной системе. Скопление, псрсссклее границу запретной для него зоны, будет разрушено приливным воз-т действием ядра. А освободившиеся звезды заполнят пограничнуїр оболочку. Так возникла гипотеза о происхождении звездной составляющей шпуров, по крайней мере звезд с возрастом, характерным для скоплений. Ее молоділе звезды возможно образовались в процессе фрагментации скопившегося в оболочке газа.
Так проблема звездной составляющей оболочек стала узловой, связывающей ряд актуальных проблем астрономии.
Цель диссертации.
В диссертации преследуются следующие основные цели:
-
Обосновать наличие у многокомпонентных оболочечных структур звездных составляющих, наряду с газовыми и пылевыми. К
-
Изучить структуру и кинематику звездной составляющей Петли I. Сопоставить их, где возможно, с ранее известными составляющими из нейтрального, высокоиоиизованного и электронного газов.
-
Определить место и роль оболочечных структур в Местной системе, начертить ее схему.
-
Намочить причинно-следственные связи между расположением в Местной системе объектов разных масс и возникновением оболочечных звездно-газо-пылевых структур.
-
Для достижения поставленных целей методами звездной астрономии потребовалось модернизировать некоторые из них и подвергнуть их предварительной проверке в традиционных задачах.
* Научная новизна. , Впервые получены следующие результаты:
-
На базе известных радибпетсль обнаружен, новый тип звездного ансамбля - звездло-газо-пылевых оболочек.
-
В структуре Петли 1 «первые обращено внимание на бар спя1 «.тающий ао диаметру Северный полярный шпур с противоположной областью Vela. В полосі и внутри оболочки, но пне бара, звезд и пыли, как и газа, очень мало,
-
Моїч-рнизопаї.! устаревший метод анализа кинематических фиіур Копальского-Каитсйна - полярных дшпрамм позиционных углов собственных движений звезд. Метод проверен на получении
глобальных кинематических параметров Галактики в окрестностях Солнца, в большинстве своем ранее не определяемых этим методом. Выполнена проверка эллипсондалыюсти распределения скоростей звезд, анализируются систематические отклонения от него.
-
В неравномерном распределении рассеянных звездных скоплений, принадлежащих Местной системе, обнаружен четкий порядок: они полностью отсутствуют в больших объемах радиооболочек, по заполняют три узких "коридора" между ними, а также между оболочками и Кольцом Линдблада. Солнце находится в области, где сходятся три "коридора".
-
Выдвинута гипотеза о равенстве приливного радиуса гигантского молекулярного облака радиусу раднопетли. Эго привело к оценке массы облака, совпадающей с полученной другими методами.
-
Построена схема структуры Местной системи, учитывающая гегемонию гигантских молекулярных облаков с массами 10'-10 My.
-
Развитие гипотезы (п.5) приводит к заключению, что большинство звезд оболочки в прошлом принадлежали звездным скоплениям, разрушенным при их приближении к гигантскому молекулярному облаку. Это объясняет в среднем больший возраст этих звезд по сравнению с возрастом газовой оболочки и центральной ассоциации. Объясняет оно и отсутствие скоплений внутри оболочки. Иллюстрирует теорию Спитцера-Вилена-Данилова.
Научная и практическая ценность.
Наблюдательные данные и их осмысление на эмпирическом уровне позволили обнаружить ряд крупных деталей и особенностей в их распределении в радиусе нескольких сотен парсеков от Солнца. Главные из них: Во-первых, звездная и пылевая составляющие в структурах петель I-IV; Во-вторых, отсутствие рассеянных з«ездны-х скоплений внутри объемов оболочек, соответствующих этим петлям; В-третьих, установлено место оболочек относительно молекулярных и темных облаков, а также звездных ассоциаций; В-четвертых, высказано естественное предположение, что взаиморасположение всех этих объектов - проявление могучей активности близких к нам гигантских молекулярных комплексов. Обладая массой в Ю^-Ю'^М^, каждый создает if контролирует обстановку вокруг себя и радиусе не меньше 100 пк. Они породили звездные ассоциации и через них газовые оЬолочхн со многими астрофизическим:! эффектами (которых мы мало касались). С другой стороны, они упорядочили движения звездных скоплении,' разрушили некоторые из них, а осноболимшисси зі'ігЛдм "захватили и разместили на теч же оболочках. 15 этой причинно-следственной цепи оболочки представляют промежуі очное звено.
> . 4 -
Большие размеры этих образований, зримых как в оптическом, так и во всех других диапазонах, очерчивают зоны эффективного влияния (гравитационного и астрофизического) гигантских комплексов.
Разрушение скоплений согласуется с теорией Спитцсра-Вилена--Данилова. Другие стороны картины еще предстоит осмыслить на теоретическом уровне.
Обработка каталогов звезд, звездных скоплений, темных и молекулярных облаков велась как традиционными, так и оригинальными приемами и методами. К последним отнесем дифференциальные подсчеты звезд, модифицированный анализ фигур Коваль-ского-Кантейна, детальные сопоставления распределений звезд и незвездной материи. Полученные новым методом параметры движения Солнца, галактического вращения и эллипсоида скоростей звезд согласуются с получаемыми во многих прежних исследованиях. Результативность применения этих методов говорит об их практической ценности.
Машинная обработка Смитсонианского каталога (SAO) позволила получить подсчеты звезд по всему небу и позиционные углы собственных движений звезд для 1/4 неба. Эти данные, представленные таблицами и рисунками, содержат не только использованную информацию, но и много другой невостребованной, что придаст им потенциальную практическую ценность.
В банк данных ГАИШ об особо точных собственных движениях звезд включены уточненные нами данные по 41 звезде.
В работе выделен ряд компактных структур (звездные кластеры, бар Петли I и др.), расстояния до которых определены по некоторым их членам. Это, в свою очередь, определяет расстояния остальных членов данных структур.
Обнаруженные в работе коррелящш подсказывают необходимость учета оболочечпых структур во многих исследованиях по звездной статистике, но звездным скоплениям, по молекулярным облакам.
Предложенная схема строения Местной системы может найти применение в работах по ее динамике и космогонии.
Наконец, сформулирован ряд задач, вытекающих из проделанной работы. По' кинематике^ расширить ббласть кинематических исследований на остальные 3/4 неба, и проверить результаты на основании лучевых скоростей звезд. По ,структуре: выйти за пределы Местной системы, где также возможны оболочечные звездные структуры; дальнейшие уточнения характеристик этих новых обьектов и ряд других задач.
- 5 -"
Апробация результатов.
Тематика диссертации вписывается в перечень проблем "Координационного плана" АН СССР по направлению 1.8 "Исследование космоса на 1986-90 гг. Это пункты:
1.8.23.4. Исследование кинематики звездных систем и Галактики. 1.8.5.3.2. Исследование эволюции кратных звездных ассоциаций, звездных скоплений, звездных населений нашей и других галактик (изучение происхождения и генетической связи объектов различного типа со звездными группами; взаимодействие звезд с окружающей межзвездной средой). 1.8.6.1.1. Структурные детали и подсистемы Галактики (определение и анализ пространственно - кинематических характеристик звездных комплексов). За почти полтора десятилетия, в течение которых велась настоящая работа, все се этапы докладывались и обсуждались на семинарах кафедры астрофизики РГУ, кафедры звездной астрономии и астрометрии МГУ (ГАИШ), на зимних астрономических школах в Свердловске. Выступала докладчиком на совещаниях Рабочих групп по звездным скоплениям и по структуре и кинематике Галактики (в Свердловске, в Киеве, в Тарту-Тыравсрс, в Пово-российскс-Лиманчнке). Была содокладчиком на других совещаниях (в Ленинграде, в Алма-Ате, в Свердловске, в Ташкенте и др.). Летом 1993г. состоялся доклад на конференции в Петрозаводске. Все доклады бсуждались, критические замечания учитывались в дальнейшей работе.
Вопросы, связанные с корреляциями, поглощением света, применением статистических. методов обсуждались также с проф. А. В. Засовом, проф. Т. А. Лозинской, проф. А. Г. Горшковым. Вопросы, связанные с кинематикой звезд обсуждались со cr.ir.c. ЕД. Павловской.
По тематике работы опубликовано 16 статей, перечисленных в списке литературы, NN 1-12, 62, 63, 103, 172. Пять из них - без соавторов. Две работы депонированы п ВИНИТИ.
Объем диссертации. Диссертация содержит 219 страниц из них Ь!0 страниц текста, 42 рисунка, 38 таблиц, 12 приложений, список цитируемой литературы нз 175 названий.