Розробка методики визначення фізичних характеристик та хімічного вмісту областей HII в блакитних компактних карликових галактиках. Дослідження параметрів реальних об"єктів, вмісту первинного гелію та темп його збагачення в ході хімічної еволюції речовини.
Аннотация к работе
Методом діагностики небулярного газу [6] отримати іонні вмісти в областях HII і за допомогою нових ICF визначити хімічний склад небулярного газу в цих обєктах. На основі отриманих таким чином хімічного вмісту областей НІІ в БККГ побудувати залежності Y - Z і по них знайти вміст первинного гелію Yp та темп його збагачення в ході хімічної еволюції речовини DY/DZ. Для швидкого розрахунку Lc-спектрів вищезгаданим методом написано програму NLEHII, за допомогою якої було отримано розподіл енергії в спектрі іонізуючого випромінювання ядер 41 області НІІ в БККГ. Вперше розраховано сітку ФМС областей НІІ на основі Lc-спектрів, які отримані незалежною від параметрів IMF і планківського розподілу , методикою. Розраховано ОФМС 12-ти областей НІІ в БККГ, які можуть бути використані після розрахунку ОФМС інших областей НІІ для детального аналізу значень фізичних параметрів та взаємозвязків між ними в цих обєктах.Відзначено систематичні різниці в значеннях He/H при застосуванні різних рекомбінаційних коефіціентів в поєднання з різними коефіціентами ударного збудження, що було виявлено Ізотовим та ін.[1, 2, 3]. Зроблено висновок, що для коректного визначення вмісту гелію необхідно використовувати найновіші вирази для рекомбінаційних коефіціентів, знайдених Бенжаміном та ін.[14], які враховують перенос в лініях НЕІ та ударне збудження [15] H i He. В результаті було знайдено іонні вмісти He /H для різних варіантів поєднань ліній НЕІ: Варіант 1: 4471, 5876, 6678; В результаті для різних вже згаданих варіантів поєднання ліній НЕІ було визначено вміст Не/H в областях НІІ. По-перше, в сітці ФМС вміст Не/Н приймався сталим, по-друге, із всіх Lc-спектрів для розрахунку сітки ФМС використовувалися тільки Lc-спектри 3 вибраних обєктів (тобто було знехтувано різними формами розподілів енергії), по-третє, при розрахунку сітки ФМС декремент між хімічними елементами вважався постійним.Метою нашого дослідження було визначення хімічного складу та фізичних характеристик областей НІІ БККГ для уточнення вмісту первинного гелію Yp і його збагачення DY/DZ в процесі хімічної еволюції речовини у БККГ.Методика нашого дослідження базується на розрахунку сітки ФМС цих обєктів, аналіз результатів якої був використаний для визначення Yp і DY/DZ. Ці Lc-спектри були використані для розрахунку сітки ФМС і ОФМС областей НІІ БККГ. Отримані таким чином ICF були протестовані з метою відтворення хімічного складу, заданого у відповідних ФМС областей НІІ. Для визначення хімічного складу областей НІІ були використані спостережувані спектри цих обєктів, отримані Ізотовим та ін. Отримані в результаті іонні вмісти і нові ICF були використані для визначення хімічного складу областей НІІ.
Вывод
У цьому розділі підведений загальний підсумок результатів даної дисертаційної роботи з оцінкою їх наукового значення.
Метою нашого дослідження було визначення хімічного складу та фізичних характеристик областей НІІ БККГ для уточнення вмісту первинного гелію Yp і його збагачення DY/DZ в процесі хімічної еволюції речовини у БККГ.Методика нашого дослідження базується на розрахунку сітки ФМС цих обєктів, аналіз результатів якої був використаний для визначення Yp і DY/DZ.
Для розрахунку ФМС і ОФМС ми задавали розподіл енергії в спектрі випромінювання іонізуючих ядер за < 912A, знайдений методом [4,5], незалежним від планківського розподілу і IMF-функції. Ці Lc-спектри були використані для розрахунку сітки ФМС і ОФМС областей НІІ БККГ. Інтегральні спектри сітки ФМС були проаналізовані методом діагностики небулярного газу [6]. Знайдені значення A i/H були використані для пошуку нових апроксимаційних виразів ICF. Отримані таким чином ICF були протестовані з метою відтворення хімічного складу, заданого у відповідних ФМС областей НІІ. Для визначення хімічного складу областей НІІ були використані спостережувані спектри цих обєктів, отримані Ізотовим та ін. [1,2,3]. Вони були проаналізовані відомим методом діагностики небулярного газу [6]. Отримані в результаті іонні вмісти і нові ICF були використані для визначення хімічного складу областей НІІ. Для визначення вмісту іонів гелію ми використали нову методику [16] і нові рекомбінаційні коефіціенти [14]. Повні вмісти гелію були знайдені за допомогою наших ICF(He). В результаті були знайдені значення Yp і DY/DZ для різних варінтів поєднання ліній НЕІ відповідно. Найбільш надійним ми вважаємо варіант поєднання чотирьох ліній НЕІ (4471, 5876, 6678 і 7065): Yp = 0.244 0.004 i DY/DZ = 8.8 4.6.
Для перевірки знайдених значень цих параметрів було розраховано ОФМС 12 областей НІІ і БККГ. В ОФМС немає припущень, на основі яких розраховувалася сітка ФМС. В результаті, по даних розрахунку ОФМС 12 областей НІІ було отримано Yp=0.245 0.004, DY/DZ = 4.2 3.5. Проведено дослідження стійкості розвязку ОФМСОБЛАСТЕЙ НІІ. Показано, що ініціалізація початкових значень вільних параметрів різними наборами, відхилення від сферичної геометрії та введення синусоїдальних флуктуаціїй не мають суттєвого впливу на визначення хімічного вмісту і, відповідно, на визначення Yp і DY/DZ за допомогою ОФМС.
Таким чином за 2-ма незалежними методиками (використання нових ICF і розрахунок ОФМС) були знайдені близькі значення Yp та DY/DZ. Значення Yp в межах похибок співпадають із відповідними значеннями, які отримала група Ізотова та ін. [1,3,9,10], а величина DY/DZ може бути пояснена наявністю в областях НІІ БККГ великої кількості зір Вольфа-Райє, вітром яких область НІІ швидко збагачується важкими елементами [20].
Список литературы
1. Izotov Y.I., Thuan T.X., Lipovetsky V.A. The primordial helium abundance from a new sample of metal-deficient blue compact galaxies// Astrophysical Journal - 1994. - Vol.435. -P.647-667.
2. Thuan T.X., Izotov Y.I., Lipovetsky V.A. Heavy element abundances in a new sample of low-metallicity blue compact galaxies// Astrophysical Journal - 1995. - Vol.445. - P.108-123.
3. Izotov Y.I., Thuan T.X., Lipovetsky V.A. The primordial helium abundance: systematic effects and a new determination// Astrophysical Journal Supp. Ser .-1997.-Vol.108. - P.1-39.
4 Головатый В.В, Проник В.И. Непрерывный спектр за лаймановским пределом и эффективные температуры ядер планетарных туманностей// Астрофизика.-1990.-Т.32.-С.99-116.
5. Мелех Б.Я. Розподіл енергії в спектрі випромінювання іонізуючих ядер областей НІІВ голубих компактних карликових галактиках за 912A // Журнал фізичних досліджень - 2000. -T.4,N2. - С.225-235.
6. Головатий В.В., Гершберг Р.Е., Мальков Ю.Ф., Проник В.И. Количественный анализ ультрафиолетовых, оптических и инфракрасных эмиссионныхспектров небесных тел с целью определения физических параметров и химического состава излучающего диффузного вещества и межзвездного поглощения до него// Известия Крымской астрофизической обсерватории-1999.-Т.96.-С.72-138.
7. Schaerer D., de Koter A., Schmutz W., Maeder A. Combined stellar structure and atmosphere models for massive stars. I. Interior evolution and wind properties on the main sequence.// Astronomy and Astrophysics 1996. - Vol.310. - P.837-848.
8. Schaerer D., de Koter A. Combined stellar structure and atmosphere models for massive stars. III. Spectral evolution and revised ionizing fluxes of O3-B0 stars// Astronomy and Astrophysics -1997.-Vol.322.-P.598-619.
9. Izotov Y.I., Thuan T.X. Reexaming the helium abundance of I Zw 18// Astrophysical Journal, -1998. - Vol.497. - P.227-237.
10. Izotov Yu.I., Thuan T.X. Heavy-Element Abundances in Blue Compact Galaxies// Astrophysical Journal -1999. - Vol.511. - P.639-659.
11. Thuan T.X., Izotov Y.I., Lipovetsky V.A. Hubble Space Telescope Observations of the Unusual Blue Dwarf Galaxy Markarian 996// Astrophysical Journal - 1996. - Vol.463. - P.120-133.
12. Ferland G.J. Hazy, a Brief Introduction to Cloudy 94// University of Kentucky, Physics department Internal Report.1999. (http://www.pa.uky.edu/~gary/cloudy)
13. Stasinska G. A grid of model HII regions for extragalactic studies // Astronomy and Astrophysics Suppl. Ser. - 1990. - Vol.83. - P.501-538.
14. Benjamin R.A., Skillman E.D., Smits D.P. Radiative Transfer Effects in HEI Emisssion Lines // ARXIV: http://babbage.sissa.it/ps/astro-ph/0202227
16. Olive K.A., Skillman E.D. On the determination of the 4He Abundance in Extragalactic HII Regions // ARXIV: http://babbage.sissa.it/ps/astro-ph/0007081
17. Ferland G.J. Hazy, a Brief Introduction to Cloudy 96 // University of Kentucky, Department of Physics and Astronomy Internal Report, 2002.
18. P.A.M. van Hoof, PHOTOIONIZATION Studies of Nebulae. - Ph.D. thesis, 1997, Rijskuniversitei, Groningen. - 102 p.
19. Головатый В.В., Дмитерко В.В., Мальков Ю.Ф., Рокач О.В. Новый метод определения химического состава планетарных туманностей и его применение к туманностям галактического гало// Астрономический Журнал. - 1993, - Т.70.-Вып.4.-С.691-706.
20. Pagel B.E.J., Terlevich R.J., Melnick J. New measurments of helium in HII galaxies// Pacific Astronomical Society, Publications. - 1986. - Vol.98. - P.1005-1008.
ПУБЛІКАЦІЇ ОСНОВНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ ДИСЕРТАЦІЇ
Реферовані видання: 1. Мелех Б.Я. Розподіл енергії в спектрі випромінювання іонізуючих ядер областей HII в голубих компактних карликових галактиках за 912A// Журнал фізичних досліджень.-2000.-Т.4, N2.-C.225-235.
2. Головатий В.В., Мелех Б.Я. Іонізаційно-корекційні фактори для визначення хімічного складу областей НІІ в блакитних компактних карликових галактиках//Кинематика и физ. неб. тел. - 2002. - Т.18,N4. - C.362-375.
3. Головатый В.В., Мелех Б.Я. Химический состав областей HII в голубых компактных карликовых галактиках // Астрономический Журнал.- 2002. - Т.79,N10. - С.867-878. (англ. Переклад: Holovatyy V.V., Melekh B.Ya. The Chemical Composition of HII Regions in Blue Compact Dwarf Galaxies// Astronomy Reports. - 2002. - Vol.46,No.10. - P.779-790.)
4. Мелех Б.Я. Визначення розподілу енергії за лайманівською межею в спектрі випромінювання ядер областей HII в голубих компактних карликових галактиках за 912A// Вісник Астрономічної Школи молодих вчених. - 2000. - Т.1,N.1. - С.94-98
5. Мелех Б.Я. Про визначення хімічного вмісту областей HII в голубих компактних карликових галактиках// Вісник Астрономічної Школи молодих вчених. - 2000.-T.1, N2. - C.111-114.
6. Мелех Б.Я. Розрахунок оптимізаційних фотоіонізаційних моделей свічення області НІІ в блакитній компактній карликовій галактиці 1358 576// Вісник Астрономічної Школи молодих вчених. - 2001. - T.2, N1. - C.55-57.
7. Мелех Б.Я. Визначення вмісту гелію в областях НІІ блакитних компактних карликових галактик// Вісник АСТРОНОМІЧНОЇШКОЛИ молодих вчених.-2001.-T.2,N2.-C.96-102.