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研究快报 - 天体丰度与星系演化研究团组

本团组利用Gaia DR2数据计算太阳邻域的奥尔特常数

SAGE

2019

近期,本团组博士研究生李承东利用Gaia DR2星表中的太阳邻域恒星样本计算了太阳邻域的奥尔特常数,并分析了银盘的运动学性质。该研究结果在今年二月发表于《天体物理学报》(The Astrophysical Journal)上。

奥尔特常数可以表示星流速度场方程泰勒展式一阶项的系数,通过不同的系数可以表示出太阳邻域银盘旋转速度及速度梯度。奥尔特在1927年最先通过恒星的自行和视向速度求出了奥尔特常数A和B。他得到A ~ 19km s-1kpc-1,B ~ 24km s-1kpc-1,这一结论证实了银河系具有近似不变的旋转曲线并且排除了银河系像刚体一样旋转的理论。

本工作选择了Gaia DR2星表中超过500万颗距离太阳500pc以内的恒星作为研究样本。采用奥尔特常数和恒星自行之间的关系来计算太阳邻域奥尔特常数的值。最终得到奥尔特常数的取值为:A = 15.1±0.1km s-1kpc-1,B = -13.4±0.1km s-1kpc-1,C = -2.7±0.1km s-1kpc-1,K = -1.7±0.2km s-1kpc-1。本工作A和B的计算结果和前人的工作较为相符。对于C和K,前人的工作中很少计算出相应的结果。本工作得到了迄今为止最为精确的太阳邻域奥尔特常数C和K的结果。非0的C和K的值表示太阳邻域的银盘是非轴对称结构。

图1表示每个样本区间内A,B,A-B和-(A+B)的值。太阳邻域银盘角速度可以由奥尔特常数表示为公式Ω=|A-B|,本工作得到的银盘角速度的值与前人根据恒星形成区和悬臂区域脉泽的三角视差和自行的计算结果相符合。另一方面,太阳邻域的旋转曲线梯度可以表示为:,根据本工作的结果,这个值为-1.7±0.1km s-1kpc-1,这表示在太阳邻域,旋转速度逐渐降低。

图1:每个样本区间内A,B, A-B和-(A+B)的值

图2所示是样本每个区间内C,K,和C+K的值。从图中可以看出,非0的C和K表明太阳邻域的非轴对称结构,不同的C值与颜色变化无关。太阳邻域径向速度梯度可以表示为:。根据本工作的结果,,这表明太阳邻域径向速度是逐渐减小的。

图2:样本每个区间内C,K,和C+K的值。