An investigation of a method to determine the metallicity distribution function in the thick Disk

Abstract

The formation and evolution of the Milky Way is a subject under constant debate. Our understanding of the hierarchical structure for- mation of the Galaxy is limited and as it stands now, there are several different competeing models that aim to explain the observations. The initial aim of this project was to study vertical metallicity gradi- ents in the thick disk whilst applying a previously unused methodology to separate the two Galactic disks. Instead of separating the disk stars by looking at the stellar parameters we attempted to subtract a well determined metallicity distribution function (henceforth MDF) of the thin disk from the solar neigbourhood from a MDF of a field towards Draco. In doing so we found that the amount stars of solar and higher metallicity in our data from the field was much lower than we expected. This lead to a closer examination of the data where we first examined the metallicity scale of our different datasets and found no significant offset. This lead us to believe that there might be a selection bias in the data, due to limitations in time we could not make a thorough examination of what might be causing this, although we examined whether the cuts in magnitude could be responsible for the bias and found that this might be the case.

Abstract (Swedish)

En av de stora olösta problemen inom astronomi är hur galaxer bildas och utvecklas och i synnerhet hur våran egen Galax, Vintergatan, formades och utvecklades. Det är ett problem som astronomer har försökt lösa i åtskilliga årtionden, men först på senare tid har instrumenten blivit så pass nogranna att vi har möjligheten lösa detta problemet. Med moderna observationer
har vi idag en bra bild av hur Vintergatan ser ut, vi vet att Vintergatan är vad vi kallar en spiralgalax. Det som karaktäriserar denna typen av galaxer är deras struktur; majoriteten av galaxens stjärnor ligger i ett plan som har en spiralstruktur och i mitten av detta plan nns det oftast en bulb, det vill säga utbuckling. Utöver detta såomges spiralgalaxer oftast av en så kallad stjärnhalo. För att försöka förståhur dessa galaxer bildas får vi undersöka Vintergatan. När vi tar en närmre titt pådet Galaktiska planet i Vintergatan så ser vi att den består av två underliggande strukturer, en tunn som innehåller stoft, gas och till större del metallrika stjärnor som vi kallar den tunna disken. Samt en tjockare och glesare struktur som består nästan enbart av stjärnor som vi kallar den tjocka disken. I detta projektet undersöker vi hur metallhalten hos stjärnorna i den tjocka disken är fördelad med avseende påhöjden över det Galaktiska planet. Detta är av intresse för vi vet inte varför det Galaktiska planet är uppdelat i två distinkta populationer och med hjälp att studera metallhaltsfördelning för dessa stjärnor så kan vi begränsa vart de befann sig vid sin födsel (detta eftersom när en massiv stjärna når slutet av sin livcykel så exploderar den och förorenar den runtomkringliggande gasen med metaller) och med hjälp av detta förstå hur den tjocka disken kan ha bildats och således få ytterliggare insikt i hur Galaxen utvecklades. Vi har försökt göra detta genom att hitta den metallhaltsfördelning för den tunna disken i solens närhet och sedan subtrahera denna från metallhaltsfördelningen för en observation gjord i ett helt fält med hjälp av diskernas respektive skalhöjder (hur mycket av disken du har kvar vid en viss höjd över det Galaktiska planet). I våran undersökning så fann vi att den metallrika tunna disken var väldigt underrepresenterad i våran data för det fulla fältet, vi började utreda vad detta kan ha berott på men en fullständig utredning var inte inom projektets omfång så vi lyckades inte faställa vad det berodde på. Således presenteras inga slutsatser i rapporten.

• author: Kokaia, Giorgi
• supervisor: Sofia Feltzing
• organization: Lund Observatory - Undergoing reorganization; Department of Astronomy and Theoretical Physics - Undergoing reorganization
• course: ASTK01 20121
• year: 2012
• type: M2 - Bachelor Degree
• subject: Physics and Astronomy
• publication/series: Lund Observatory Examensarbeten
• report number: 2012-EVA71
• language: English
• id: 3470111
• date added to LUP: 2013-02-18 11:09:47
• date last changed: 2013-02-18 11:09:47