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[硕士论文] 慈旋
天体物理 河北师范大学 2017(学位年度)
摘要:银河系的结构和演化是天体物理研究的一个重要课题,银盘作为银河系的主要结构成分是否存在所谓的薄盘和厚盘子结构也一直是一个存在争议的问题。我们将利用LAMOST望远镜反银心巡天计划获得光谱数据,分析大样本银盘恒星的α-元素丰度分布,并结合恒星运动学特征来揭示银盘的结构和化学演化。
  第一部分内容是用LAMOST巡天DR3释放的恒星光谱,分析得到了其中77万多颗巨星样本的[α/Fe]丰度分布,结果显示银盘的确存在高[α/Fe]和低[α/Fe]这2个不同的恒星结构成分。然后分析了[α/Fe]沿着银盘径向R和垂向z的丰度梯度分布,结果表明,银盘恒星的[α/Fe]总体上是随着|z|的增加而增加的,沿银盘的径向,[α/Fe]呈现一个随着R的增加而降低的负梯度。
  第二部分内容是根据巨星样本的[α/Fe]随金属丰度[Fe/H]的分布,将银盘恒星划分薄盘(D)和厚盘(TD)的2个星族成分,通过比较厚盘恒星与薄盘恒星的相对计数Ntd/Nd随银盘径向和垂向的梯度变化研究银盘的结构。结果发现,Ntd/Nd随着银心距R的增加有明显的负梯度,且内盘的Ntd/Nd降速更快,外盘的Ntd/Yd降速逐渐减慢,甚至趋于平坦;在银盘垂向上,Ntd/Nd同样存在一个随|z|值增加而增的正梯度,且内盘的Ntd/Yd梯度明显大于外盘。
  第三部分内容是从LAMOST巡天释放的DR4数据中选取了51042颗太阳附近1kpc以内的巨星样本,分析得到样本星的[α/Fe]丰度,然后分别利用运动学标准和我们设定的[α/Fe]丰度判据将太阳附近的恒星样本划分为薄盘与厚盘,研究这2种不同分类方法得到的薄盘和厚盘成分的异同。结果发现,用运动学选出的薄盘星有6%~8.7%混到[α/Fe]丰度给出的厚盘星中,而用运动学选出的厚盘星在不同位置处分别有4.2%~20.6%混到[α/Fe]丰度给出的薄盘星中。
  总之,我们总共分析了LAMOST光谱巡天获得的82万颗巨星样本的[α/Fe]丰度,这是迄今为止最大样本的[α/Fe]丰度数据。我们的分析结果表明:
  (1)银盘的确存在薄盘和厚盘2个[α/Fe]丰度不同的结构成分,薄盘的主要分布在银道面上下0.4kpc以内但却一直延伸到银盘的边缘,厚盘主要分布在离开银道面1kpc以外且主要分布在内盘,厚盘的[α/Fe]丰度平均高于薄盘,而且厚盘恒星的速度弥散也大于薄盘。
  (2)尽管银盘包含厚盘和薄盘2个成分,但无论是在空间位置上还是[α/Fe]丰度以及金属丰度分布上,薄盘和厚盘恒星并没有严格的分界线。
  (3)在太阳附近,利用恒星运动学划分的薄盘和厚盘成分与利用[α/Fe]丰度划分的星族成分并不一致,既存在一些运动学上属于薄盘而[α/Fe]丰度上属于厚盘的恒星,也存在一些运动学上属于厚盘而[α/Fe]丰度上却属于薄盘的恒星。
  (4)银盘的边缘存在一个明显的“翘曲”。
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