АСТРОФИЗИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ, 2024, том 79, № 3, страницы 521–525
ФРАКТАЛЬНЫЕ ЭФФЕКТЫ ЗВЕЗДНОЙ СРЕДЫ В ОКРЕСТНОСТИ СОЛНЦА ПО ДАННЫМ GAIA DR2
© 2024
М. Л. Осташова1*, А. С. Расторгуев1,2**
1Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова, Москва, 119234 Россия
2Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, 119191 Россия
*E-mail: ostashova.mariya@physics.msu.ru
**E-mail: alex.rastorguev@gmail.com
2Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, 119191 Россия
*E-mail: ostashova.mariya@physics.msu.ru
**E-mail: alex.rastorguev@gmail.com
УДК 524.63-34
Поступила в редакцию 18 марта 2024 года; после доработки 25 апреля 2024 года; принята к публикации 27 апреля 2024 года
В данной работе изучаются фрактальные свойства звездной среды в окрестности Солнца на основе данных Gaia DR2 для 200 000 звезд всех спектральных классов на расстояниях от 1 до 100 пк от Солнца. Рассматриваются основные этапы развития представлений о фрактальной структуре в звездной среде галактик. Анализ пространственного распределения звезд выполняется методом «масса–радиус». Численные расчеты показывают, что средняя условная локальная звездная плотность в сферах с возрастающим радиусом r с центром в i-ой звезде аппроксимируется степенными законами, что подтверждает выводы Вокулера–Мандельброта для фрактальных структур в гравитирующих средах и указывает на присутствие фрактальных структур в звездной среде в околосолнечной окрестности с фрактальной размерностью D ≃ 2.41. Определенные по выборке из 200 000 звезд характеристики фрактальных свойств среды обсуждаются и сравниваются с более ранним результатом, полученным для 13 000 F- и G-карликов в околосолнечной окрестности по данным Женевско–Копенгагенского обзора.
Ключевые слова:
распределение звезд — звездная динамика — окрестности Солнца
ФинансированиеСписок литературы
Работа финансировалась за счет бюджета учреждениий. Никаких дополнительных грантов на проведение и руководство данным конкретным исследованием получено не было.
Список литературы
1. A. G. A. Brown et al. (Gaia Collab.), Astron. and Astrophys. 616, id. A1 (2018). DOI:10.1051/0004-6361/201833051
2. E. F. Carpenter, Astrophys. J. 88, 344 (1938). DOI:10.1086/143987
3. S. Chandrasekhar, Reviews of Modern Physics 15 (1), 1 (1943). DOI:10.1103/RevModPhys.15.1
4. O. V. Chumak and A. S. Rastorguev, Baltic Astronomy 24, 30 (2015). DOI:10.1515/astro-2017-0200
5. O. V. Chumak and A. S. Rastorguev, Astronomy Letters 42 (5), 307 (2016). DOI:10.1134/S1063773716050029
6. G. H. de Vaucouleurs, A. de Vaucouleurs, and H. Shapley, Reference catalogue of bright galaxies (1964).
7. G. de Vaucouleurs, Science 167 (3922), 1203 (1970). DOI:10.1126/science.167.3922.1203
8. G. de Vaucouleurs, A. de Vaucouleurs, J. Corwin, Herold G., et al., Third Reference Catalogue of Bright Galaxies (Springer, New York, 1991).
9. H. J. de Vega, N. Sánchez, and F. Combes, Astrophys. J. 500 (1), 8 (1998). DOI:10.1086/305700
10. Y. N. Efremov and B. G. Elmegreen, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 299 (2), 588 (1998). DOI:10.1046/j.1365-8711.1998.01819.x
11. F. Elias, E. J. Alfaro, and J. Cabrera-Cañ o, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 397 (1), 2 (2009). DOI:10.1093/mnras/staa046
12. D. M. Elmegreen, B. G. Elmegreen, A. Adamo, et al., Astrophys. J. 787 (1), article id. L15 (2014). DOI:10.1088/2041-8205/787/1/L15
13. D.A.Gouliermis,S.Hony, and R. S. Klessen, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 439 (4), 3775 (2014). DOI:10.1093/mnras/stu228
14. J. Holmberg, B. Nordström, and J. Andersen, Astron. and Astrophys. 501 (3), 941 (2009). DOI:10.1051/0004-6361/200811191
15. R. B. Larson, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 194, 809 (1981). DOI:10.1093/mnras/194.4.809
16. B. B. Mandelbrot, Fractals: form, chance, and dimension (W. H. Freeman and Company, San Francisco, 1977).
17. B. B. Mandelbrot, in Proc. Sixth Trieste Intern. Symp. on Fractals in Physics, Trieste, Italy, 1985, Ed. by L. Pietronero and E. Tosatti (North Holland Publishing, Amsterdam, 1986) pp. 3–28.
18. B. Nordströ m, M. Mayor, J. Andersen, et al., Astron. and Astrophys. 418, 989 (2004). DOI:10.1051/0004-6361:20035959
19. К. Ф. Огородников, Динамика звездных систем (Физмматгиз, Москва, 1958).
20. C. Ziegler, N. M. Law, C. Baranec, et al., Astron. J. 156 (6), article id. 259 (2018). DOI:10.3847/1538-3881/aad80a
2. E. F. Carpenter, Astrophys. J. 88, 344 (1938). DOI:10.1086/143987
3. S. Chandrasekhar, Reviews of Modern Physics 15 (1), 1 (1943). DOI:10.1103/RevModPhys.15.1
4. O. V. Chumak and A. S. Rastorguev, Baltic Astronomy 24, 30 (2015). DOI:10.1515/astro-2017-0200
5. O. V. Chumak and A. S. Rastorguev, Astronomy Letters 42 (5), 307 (2016). DOI:10.1134/S1063773716050029
6. G. H. de Vaucouleurs, A. de Vaucouleurs, and H. Shapley, Reference catalogue of bright galaxies (1964).
7. G. de Vaucouleurs, Science 167 (3922), 1203 (1970). DOI:10.1126/science.167.3922.1203
8. G. de Vaucouleurs, A. de Vaucouleurs, J. Corwin, Herold G., et al., Third Reference Catalogue of Bright Galaxies (Springer, New York, 1991).
9. H. J. de Vega, N. Sánchez, and F. Combes, Astrophys. J. 500 (1), 8 (1998). DOI:10.1086/305700
10. Y. N. Efremov and B. G. Elmegreen, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 299 (2), 588 (1998). DOI:10.1046/j.1365-8711.1998.01819.x
11. F. Elias, E. J. Alfaro, and J. Cabrera-Cañ o, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 397 (1), 2 (2009). DOI:10.1093/mnras/staa046
12. D. M. Elmegreen, B. G. Elmegreen, A. Adamo, et al., Astrophys. J. 787 (1), article id. L15 (2014). DOI:10.1088/2041-8205/787/1/L15
13. D.A.Gouliermis,S.Hony, and R. S. Klessen, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 439 (4), 3775 (2014). DOI:10.1093/mnras/stu228
14. J. Holmberg, B. Nordström, and J. Andersen, Astron. and Astrophys. 501 (3), 941 (2009). DOI:10.1051/0004-6361/200811191
15. R. B. Larson, Monthly Notices Royal Astron. Soc. 194, 809 (1981). DOI:10.1093/mnras/194.4.809
16. B. B. Mandelbrot, Fractals: form, chance, and dimension (W. H. Freeman and Company, San Francisco, 1977).
17. B. B. Mandelbrot, in Proc. Sixth Trieste Intern. Symp. on Fractals in Physics, Trieste, Italy, 1985, Ed. by L. Pietronero and E. Tosatti (North Holland Publishing, Amsterdam, 1986) pp. 3–28.
18. B. Nordströ m, M. Mayor, J. Andersen, et al., Astron. and Astrophys. 418, 989 (2004). DOI:10.1051/0004-6361:20035959
19. К. Ф. Огородников, Динамика звездных систем (Физмматгиз, Москва, 1958).
20. C. Ziegler, N. M. Law, C. Baranec, et al., Astron. J. 156 (6), article id. 259 (2018). DOI:10.3847/1538-3881/aad80a
Fractal Effects of the Stellar Medium in the Vicinity of the Sun Accoding to Gaia DR2 Data
© 2024
M. L. Ostashova1* and A. S. Rastorguev1,2**
1Sternberg Astronomical Institute, Lomonosov Moscow State University, Moscow, 119234 Russia
2LomonosovMoscow State University, Moscow, 119191 Russia
*E-mail: ostashova.mariya@physics.msu.ru
**E-mail: alex.rastorguev@gmail.com
2LomonosovMoscow State University, Moscow, 119191 Russia
*E-mail: ostashova.mariya@physics.msu.ru
**E-mail: alex.rastorguev@gmail.com
In this paper, we study the fractal properties of the stellar medium in the solar vicinity based on the Gaia DR2 data for 200 000 stars of all spectral types at distances from 1 to 100 pc from the Sun. We consider the main stages of the development of ideas about the fractal structure in the stellar medium of galaxies. Analysis of the spatial distribution of stars is performed using the “mass–radius” method. Numerical calculations show that the average conditional local stellar density in sphereswith the increasing radius r centered on the i-th star is approximated by power laws, which confirms the de Vaucouleurs–Mandelbrot conclusions for fractal structures in gravitating media and indicates the presence of fractal structures in the stellar medium in the solar neighborhood with the fractal dimension D ≃ 2.41. The characteristics of the fractal properties of the medium, determined from a sample of 200 000 stars, are discussed and comparedwith an earlier result obtained for 13 000 F and G dwarfs in the solar neighborhood according to the Geneva–Copenhagen survey.
Keywords:
fractal distribution of stars, stellar dynamics, solar neighborhood
К содержанию номера