Толстый диск

Толстый диск (англ. Thick disk) — компонент структуры около 2/3 дисковых галактик, включая Млечный Путь. Впервые был обнаружен у внешних галактик, видимых с ребра[1]. Вскоре после данного открытия в 1983 году в статье Гилмора и Рида было выдвинуто предположение о существовании аналогичной отдельной структуры в Млечном Пути, отличающейся от тонкого диска и гало[2]. Считается, что в интервале высот между 1 и 5 кпк (3,3 и 16,3 тыс. св. лет) над плоскостью Галактики по концентрации звёзд доминирует толстый диск[2]. В окрестности Солнца толстый диск состоит из относительно старых (по сравнению с населением тонкого диска) звёзд. Химический состав и кинематические свойства объектов толстого диска отличаются от свойств звёзд тонкого диска[3][4]. По сравнению со звёздами тонкого диска объекты толстого диска обычно имеют меньшую металличность[5].

Структура галактики Млечный Путь, вид с ребра, масштаб не соблюдён. Толстый диск обозначен светло-жёлтым цветом.

Толстый диск являлся одним из первых источников информации о химическом составе и кинематических характеристиках Млечного Пути, поэтому исследование толстого диска особенно важно для изучения сценария формирования галактик.

По мере того, как становятся доступными для наблюдения всё более далёкие от Солнца объекты, становится очевидным, что толстый диск Млечного Пути не является однородным по химическому составу и возрасту при различном расстоянии от центра галактики. За пределами солнечного круга металличность уменьшается, внутри солнечного круга металличность превышает солнечную[6]. Также недавние наблюдения показали, что средний возраст звёзд толстого диска быстро уменьшается по мере увеличения расстояния от центра галактики при движении в сторону внешней части диска[7].

По расчётам астрофизиков, основанным на данных наблюдений миссии космического телескопа Kepler, средний возраст толстого диска галактики, где находятся 80 % звёзд, составляет 10 млрд лет[8].

ПриродаПравить

Для объяснения существования толстого диска был предложен ряд сценариев, включая следующие:

  • толстый диск возникает при динамическом разогреве тонкого диска;[9][10]
  • толстый диск является результатом слияния Млечного Пути и массивной карликовой галактики;[3]
  • звёзды с большой энергией мигрируют во внешнюю часть галактики, образуя толстый диск при больших галактоцентрических радиусах.[11][12]
  • плоская составляющая галактики образует толстый диск на больших красных смещениях, а тонкий диск формируется позднее;[13][14]
  • утолщение диска в вертикальном направлении происходит совместно с ростом диска изнутри вовне.[15][16]

ОбсуждениеПравить

Хотя наличие толстого диска упоминается в большом числе работ, а сама структура считается характерной для дисковых галактик,[17] природа толстого диска остаётся выясненной не до конца.

Представление о толстом диске как об отдельном компоненте Галактики подвергается сомнению в ряде работ, где авторы представляют диск Галактики в виде непрерывной совокупности компонентов с разными толщинами.[18][19]

ПримечанияПравить

  1. Burstein, D. Structure and origin of S0 galaxies. III - The luminosity distribution perpendicular to the plane of the disks in S0's (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 1979. — 1 December (vol. 234). — P. 829—836. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1086/157563.
  2. 1 2 Gilmore, G.; Reid, N. New light on faint stars. III - Galactic structure towards the South Pole and the Galactic thick disc (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. — Oxford University Press, 1983. — Vol. 202, no. 4. — P. 1025. — doi:10.1093/mnras/202.4.1025. — Bibcode1983MNRAS.202.1025G.
  3. 1 2 Bensby, T.; Feltzing, F. The Galactic thin and thick discs in the context of galaxy formation (англ.) // Proceedings of the IAU Symposium : journal. — 2009. — Vol. 265. — P. 300. — doi:10.1017/S1743921310000773. — Bibcode2010IAUS..265..300B. — arXiv:0908.3807.
  4. Kordopatis, G. et al. A spectroscopic survey of thick disc stars outside the solar neighbourhood (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 2011. — Vol. 535. — P. A107. — doi:10.1051/0004-6361/201117373. — Bibcode2011A&A...535A.107K. — arXiv:1110.5221.
  5. Freeman, K. C. The HERMES Project: Reconstructing Galaxy Formation // Galaxies and their Masks: A Conference in Honour of K.C. Freeman, FRS (англ.) / Block, D. L.; Freeman, K. C.; Puerari, I.. — Springer, 2010. — P. 319. — ISBN 978-1-4419-7316-0. — doi:10.1007/978-1-4419-7317-7_27.
  6. Bensby, T.; Alves-Brito, A.; Oey, M. S.; Yong, D.; Meléndez, J. A First Constraint on the Thick Disk Scale Length: Differential Radial Abundances in K Giants at Galactocentric Radii 4, 8, and 12 kpc (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2011. — 1 July (vol. 735). — P. L46. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1088/2041-8205/735/2/L46.
  7. Martig, Marie; Minchev, Ivan; Ness, Melissa; Fouesneau, Morgan; Rix, Hans-Walter. A Radial Age Gradient in the Geometrically Thick Disk of the Milky Way (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2016. — 1 November (vol. 831). — P. 139. — ISSN 0004-637X. — doi:10.3847/0004-637X/831/2/139. Архивировано 7 июля 2017 года.
  8. Milky Way ties with neighbor in galactic arms race Архивная копия от 9 июня 2020 на Wayback Machine, 14 Feb 2018
  9. Villalobos, Álvaro; Helmi, Amina. Simulations of minor mergers - I. General properties of thick discs (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. — Oxford University Press, 2008. — 1 December (vol. 391). — P. 1806—1827. — ISSN 0035-8711. — doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13979.x.
  10. Steinmetz, M. The Galactic thin and thick disk (англ.) // Astronomische Nachrichten. — Wiley-VCH, 2012. — Vol. 333, no. 5—6. — P. 523. — doi:10.1002/asna.201211698. — Bibcode2012AN....333..523S. — arXiv:1205.6098.
  11. Schoenrich, R.; Binney, J. Chemical Evolution with Radial Migration (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — Oxford University Press, 2009. — Vol. 396, no. 1. — P. 203—222. — doi:10.1111/j.1365-2966.2009.14750.x. — Bibcode2009MNRAS.396..203S. — arXiv:0809.3006.
  12. Loebman, S. et al. The Genesis of the Milky Way's Thick Disk via Stellar Migration (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2011. — Vol. 737, no. 1. — P. 8. — doi:10.1088/0004-637X/737/1/8. — Bibcode2011ApJ...737....8L. — arXiv:1009.5997.
  13. Brook, C. B; Kawata, D.; Gibson, B. K.; Freeman, K. C. The Emergence of the Thick Disk in a CDM Universe (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2004. — Vol. 612, no. 2. — P. 894. — doi:10.1086/422709. — Bibcode2004ApJ...612..894B. — arXiv:astro-ph/0405306.
  14. Bournaud, Frédéric; Elmegreen, Bruce G.; Martig, Marie. The Thick Disks of Spiral Galaxies as Relics from Gas-rich, Turbulent, Clumpy Disks at High Redshift (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2009. — 1 December (vol. 707). — P. L1—L5. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1088/0004-637X/707/1/L1.
  15. Minchev, I.; Martig, M.; Streich, D.; Scannapieco, C.; de Jong, R. S.; Steinmetz, M. On the Formation of Galactic Thick Disks (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2015. — 24 April (vol. 804, no. 1). — P. L9. — ISSN 2041-8213. — doi:10.1088/2041-8205/804/1/L9. Архивировано 29 октября 2019 года.
  16. Fohlmeister, J. The riddle of galactic thin–thick disk solved. Phys.org (24 апреля 2015). Дата обращения: 24 мая 2015. Архивировано 24 мая 2015 года.
  17. Yoachim, P.; Dalcanton, J. Structural Parameters of Thin and Thick Disks in Edge-On Disk Galaxies (англ.) // The Astronomical Journal : journal. — IOP Publishing, 2012. — Vol. 131, no. 1. — P. 226—249. — doi:10.1086/497970. — Bibcode2006AJ....131..226Y. — arXiv:astro-ph/0508460.
  18. Bovy, Jo; Rix, Hans-Walter; Liu, Chao; Hogg, David W.; Beers, Timothy C.; Lee, Young Sun. The Spatial Structure of Mono-abundance Sub-populations of the Milky Way Disk (англ.) // The Astrophysical Journal : journal. — IOP Publishing, 2012. — 1 July (vol. 753). — P. 148. — ISSN 0004-637X. — doi:10.1088/0004-637X/753/2/148.
  19. Bovy, J.; Rix, H.- W.; Hogg, D. W. The Milky Way Has No Distinct Thick Disk (англ.) // The Astrophysical Journal. — IOP Publishing, 2012. — Vol. 751, no. 2. — P. 131. — doi:10.1088/0004-637X/751/2/131. — Bibcode2012ApJ...751..131B. — arXiv:1111.6585.

СсылкиПравить