Dynamic Evolution of Open Clusters in the 1st and 3rd Quarter of the Milky Way Galaxy

Abstract

The general dynamical properties of the Milky Way Galaxy have been tried to be revealed with the help of the kinematic and dynamic parameters of a few sample open star clusters whose metal abundance and radial velocities are known in the 1st and 3rd quarters of the galaxy. For this purpose, photometric and astrometric data from the Gaia third early data release (Gaia EDR3) of the Berkeley 45, NGC 6802 and Ruprecht 143 open clusters in the 1st quarter, NGC 2194, NGC 2266 and NGC 2304 in the third quarter were used. The selected clusters are from relatively old clusters (0.85-1.25 Gyr) and have relatively small cluster sizes with Rcore=[0.45, 1.20] pc and Rlim=[1.44,6.91] pc. The fact that the relaxation times of the six clusters are lower than their age indicates that they have evolved dynamically. The old and small size of the NGC 2226, NGC 2304, NGC 6801 and Be 45 clusters indicates that they are shrinking due to external dynamic effects. However, despite these effects, the clusters did not lose their properties.

Keywords

• Galaxy: evolution
• Galaxy: kinematic and dynamics
• open clusters and associations: individuals

Samanyolu Galaksisinin I. ve III. Çeyreğindeki Açık Kümelerin Dinamik Evrimi

Öz

Samanyolu Galaksi’sinin genel dinamiksel özellikleri, galaksinin I. ve III. çeyreğinde metal bolluğu ve radyal hızları bilinen birkaç örnek açık yıldız kümesinin kinematik ve dinamik parametreleri yardımıyla ortaya konulmaya çalışılmıştır. Bu amaçla I. çeyrekte Berkeley 45, NGC 6802 ve Ruprecht 143, III. çeyrekte NGC 2194, NGC 2266 ve NGC 2304 açık kümelerinin Gaia üçüncü erken veri sürümündeki (Gaia EDR3) fotometrik ve astrometrik verileri kullanılmıştır. Seçilen kümeler nispeten yaşlı kümelerden (0.85-1.25 Gyıl) olup, Rcore=[0.45, 1.20] pc ve Rlim=[1.44,6.91] pc değerleriyle nispeten küçük küme boyutlarına sahiptir. Altı kümenin gevşeme zamanlarının yaşlarından küçük olması dinamik olarak evrimleştiklerini göstermektedir. NGC 2226, NGC 2304, NGC 6801 ve Be 45 kümelerinin yaşlı ve küçük boyutlu oluşu dış dinamik etkiler nedeniyle büzüldüklerine işaret etmektedir. Ancak bu etkilere rağmen kümeler özelliklerini yitirmemişlerdir.

Anahtar Kelimeler

• Galaxy: evolution
• Galaxy: kinematic and dynamics
• open clusters and associations: individuals

References

1. Angelo, M.S., Corradi, W.J.B, Santos Jr, J.F.C., Maia, F.F.S., Ferreira, F.A., 2021, MNRAS, 500, 4338
2. Banerjee, S., Kroupa, P., 2015, MNRAS, 447, 728
3. Binney, J., Tremaine, S., Galactic Dynamics, Princeton Univ Press Princeton, 2008 NJ
4. Bonnell, I.A., Bate, M.R., Vine, S.G., 2003, MNRAS, 343, 413
5. Bovy, J., 2015, ApJS, 216, 29
6. Bressan, A., Marigo, P., Girardi, L., Salasnich, B., ve diğ., 2012, MNRAS, 427, 127
7. Bukowiecki, L., Maciejewski, G., Konorski, P., Strobel, A., 2011, Acta Astron., 61, 231
8. Cantat-Gaudin, T., Anders, F., Castro-Ginard, ve diğ., 2020, A&A, 640, A1

9. Converse, J.M., Stahler, S.W., 2011, MNRAS, 410, 2787
10. Dias, W.S., Monteiro, H., Moitinho, A., ve diğ., 2021, MNRAS, 504, 356
11. Elmegreen, B.G., 2000, ApJ, 530, 27
12. Gaia Collaboration, Brown, A.G.A., Vallenari, A., Prusti, T., ve diğ., 2021, A&A, 649, A1
13. Genzel, R., Townes, C.H., 1987, ARA&A, 25, 377.
14. Gouliermis, D.A., 2018, PASP, 130, 072001
15. Gutermuth, R.A., Megeath, S.T., Myers, P.C., ve diğ., 2009, ApJS, 184, 18
16. Güneş, O., Karataş, Y., Bonatto C., 2017, Astron. Nachr, 338, 464
17. Kharchenko, N.V., Piskunov, E.A., Schilbach, E., Roeser, S., Scholz, R.D., 2013, A&A, 558A, 53
18. King, I., 1962, AJ, 67, 471
19. Kim, S.S., Figger, D.F., Lee, H.M., Morris, M., 2000, ApJ, 545, 301.
20. Krone-Martins, A., Moitinho, A., 201, A&A, 561, A57
21. Kuhn, M.A., Hillenbrand, L.A., Sills, A., Feigelson, E.D., Getman, K.V., 2003, ApJ, 870, 32
22. Lada, C.J., Lada, E.A., 2003, ARA&A, 41, 57
23. Larsen, S.S., 2006, An ISHAPE Users Guide, 14
24. Pedregosa, F., Varoquaux, G., Gramfort, A., ve diğ., 2011, JMLR, 12, 2825
25. Piskunov A.E., Schilbach E., Kharchenko N.V., Roser S., Scholz R.D., 2007, A&A, 468, 151
26. Spitzer, L., Hart, M., 1971, AJ, 164, 399
27. Subramaniam, A., Carraro, G., Janes, K.A., 2010, MNRAS, 404, 1385
28. Tadross, A.L., 2008, MNRAS, 389, 285