Статистичний аналіз імовірності взаємодії кулястих скупчень одне з одним та з Галактичним центром за даними Gaia DR2 на космологiчнiй часовій

1Іщенко, МВ, 1Соболенко, МО, 2Берцик, ПП, Панамарьов, Т
1Головна астрономічна обсерваторія Національної академії наук України, Київ, Україна
2Главная астрономическая обсерватория Национальной академии наук Украины, Киев, Украина
Kinemat. fiz. nebesnyh tel (Online) 2023, 39(1):49-64
Start Page: Позагалактична астрономія
Мова: українська
Анотація: 

Статистичний аналіз імовірності взаємодії кулястих скупчень одне з одним та з Галактичним центром за даними Gaia DR2 на космологiчнiй часовій шкалі. Мета роботи — дослідження динамічної еволюції орбіт кулястих скупчень (КС). Для інтегрування орбіт назад у часі ми застосували моделі змінних у часі потенціалів, отриманих в результаті космологічного моделювання, які є найближчими до потенціалу Галактики. Це дає нам можливість оцінити ймовірність близьких проходжень («зіткнень») КС одне з одним та з Галактичним центром (ГЦ) в Галактиці, що динамічно змінювалась у минулому. Для відтворення динаміки Галактики у часі ми використали п’ять з 54 потенціалів, які були попередньо відібрані з великомасштабної космологічної бази даних IllustrisTNG-100 та які за своїми характеристиками (маса та розміри диску і гало) подібні до фізичних величин Молочного Шляху на цей час. У цих змінних в часі потенціалах за допомогою нашого власного N-тільного паралельного динамічного коду високого порядку «φ-GPU» ми відтворили орбітальні траєкторії 143 КС на 10 млрд років назад у часі. Кожне КС вважалось однією окремою фізичною частинкою, якій були призначені положення та швидкість центра КС зі спостережень Gaia DR2. Для кожного з потенціалів генерувались 1000 початкових умов з рандомізованими початковими швидкостями для КС у межах похибок спостережних даних. В цій роботі близькими проходженнями ми вважаємо такі проходження, яким характерні відносні відстані, менші за 100 пк, та відносні швидкості, менші за 250 км/с. Проходження скупчень на більш далеких відстанях та/або з вищими швидкостями не мають істотного динамічного впливу на орбіти КС. На наш погляд, найбільші зміни у орбітах скупчень можуть викликатися проходженнями скупчень з низькими швидкостями на відстанях, менших, ніж чотири суми радіусів півмас скупчень. Тому ми розглядаємо такі близькі проходження окремо (для стислості, такі проходження ми називатимемо «зіткненнями»). Для відбору скупчень, які мали близькі проходження з ГЦ, ми застосували критерій тільки по відносній відстані: вона має бути меншою за 100 пк. Застосовуючи наведені вище критерії, ми отримали статистично суттєві темпи близьких проходжень КС одне з одним та з ГЦ і встановили, що під час своєї еволюції КС зазнають в середньому приблизно 10 проходжень одне з одним та приблизно 3-4 близьких проходжень КС поблизу ГЦ за 1 млрд років на відстані в 50 пк для кожного з обраних потенціалів.

Ключові слова: «IllustrisTNG-100», Галактичні кулясті скупчення, еволюція Галактики, кінематика та динаміка Галактики, центр Галактики, чисельні методи