Kinematic and Dynamic Properties of Stock Clusters

Abstract

Open star clusters are an important component of a galaxy. The fact that the stellar members of a cluster are formed from the same gas cloud and at similar times ensures that their kinematic and dynamical properties are similar. In this respect, the location of these clusters in the galaxy will be an indicator of the overall kinematical and dynamical properties of that region of the galaxy. The main objective of this study is to investigate the kinematical and dynamical properties of the Milky Way galaxy in the solar neighborhood using Stock open star clusters. Of the 22 known Stock open star clusters, 19 were selected for this paper and their kinematical properties were determined using Gaia DR3 data. 16 Stock clusters are distributed around the Sun in the Perseus and Orion-Cygnus arms of our galaxy, while 3 clusters are located close to the galaxy center in the Sagittarius-Carina arm. The analysis of structural and astrophysical parameters reveals that the core and limit radii of clusters located in the spiral arms are generally small, while clusters located between the spiral arms are relatively large. Clusters other than Stock 13 are small size clusters. Their core and limit values are Rcore<1.5 pc and Rlim<7 pc. Stock clusters are mostly young and middle-aged clusters. This indicates that the clusters have not yet passed through the dynamic expansion and contraction stages of evolution.

Keywords

• Galaxy: Evolution
• Galaxy: Kinematic and dynamic
• Galaxy: Open clusters and groups: individuals: Stock [1,2,3,4,5,6,7,8,10,12,13,14,16,17,18,20,21,23,24]

Stock Kümelerinin Kinematik ve Dinamik Özellikleri

Öz

Açık yıldız kümeleri bir galaksinin önemli bileşenlerinden biridir. Kümedeki yıldız üyelerinin aynı gaz bulutundan ve birbirine yakın zamanlarda oluşması, kinematik ve dinamik özelliklerinin de birbirine benzer olmasını sağlamaktadır. Bu bakımdan bu kümelerin galaksi içinde bulundukları konumlar galaksinin o bölgesine ait genel kinematik ve dinamik özelliklerinin bir göstergesi olacaktır. Bu çalışmanın temel amacı, Samanyolu galaksisinde güneş civarındaki kinematik ve dinamik özelliklerin Stock açık yıldız kümeleri üzerinden ortaya konulmasıdır. Bilenen 22 Stock açık yıldız kümesinden 19’u bu makale çalışması için seçilmiş ve bunların kinematik özellikleri Gaia DR3 verileri kullanılarak belirlenmiştir. 16 Stock kümesi galaksimizin Perseus ve Orion-Cygnus kollarında Güneş civarında dağılırken, 3 küme ise Sagittarius-Carina kolunda galaksi merkezine yakın bir konumda bulunmaktadır. Yapısal ve astrofizik parametreler incelendiğinde, spiral kollarda bulunan kümelerin kor ve limit yarıçaplarının genellikle küçük olduğu, spiral kollar arasında bulunan kümelerin ise nispeten büyük olduğu gözlenmiştir. Stock 13 dışındaki kümeler küçük boyutlu kümelerdir. Kümelerin kor ve limit değerleri Rcore<1.5 pc, Rlim<7 pc'tir. Stock kümeleri çoğunlukla genç ve orta yaşlı kümelerdir. Bu ise kümelerin dinamik genişleme ve büzülme evrim aşamalarına henüz geçmediklerini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Galaxy: Evolution
• Galaxy: Kinematic and dynamic
• Galaxy: Open clusters and groups: individuals: Stock [1,2,3,4,5,6,7,8,10,12,13,14,16,17,18,20,21,23,24]

References

1. Angelo M.S., Santos J.F.C., Corradi W.J.B., Maia F.F.S., 2019, A&A, 624, A8.
2. Angelo M.S., Santos Jr J.F.C., Corradi W.J.B., 2020,MNRAS, 493, 3473
3. Angelo, M.S., Corradi, W.J.B, Santos Jr, J.F.C., Maia, F.F.S., Ferreira, F.A., 2021, MNRAS, 500, 4338
4. Angelo M.S., Santos J.F.C., Maia F.F.S., Corradi W.J.B., 2023, MNRAS, 522, 956.
5. Binney, J., Tremaine, S., Galactic Dynamics, Princeton Univ Press Princeton, 2008 NJ
6. Bovy, J., 2015, ApJS, 216, 29
7. Bressan, A., Marigo, P., Girardi, L., Salasnich, B., ve diğ., 2012, MNRAS, 427, 127
8. Bukowiecki, L., Maciejewski, G., Konorski, P., Strobel, A., 2011, Acta Astron., 61, 231

9. Cantat-Gaudin, T., Anders, F., Castro-Ginard, ve diğ., 2020, A&A, 640, A1
10. Converse, J.M., Stahler, S.W., 2011, MNRAS, 410, 2787
11. Gaia Collaboration, Vallenari, A., Brown, A.G.A., Prusti, T., ve diğ., 2023, A&A, 674, A1
12. Genzel, R., Townes, C.H., 1987, ARA&A, 25, 377.
13. Gieles M., Athanassoula E., Portegies-Zwart S., 2007, MNRAS, 376,809
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. Heggie D. and Hut P., 2003, the gravitational million-body problem: A multidisciplinary approach to star cluster dynamics, Cambridge Univ. Press, chapter 33.
18. Hunt E.L., Reffert S., 2024, A&A, 686, A42.
19. King, I., 1962, AJ, 67, 471
20. Kim, S.S., Figger, D.F., Lee, H.M., Morris, M., 2000, ApJ, 545, 301.
21. Krone-Martins, A., Moitinho, A., 2014, A&A, 561, A57
22. Lamers H.J.G.L.M., Gieles M., 2006, A&A, 455, 17
23. Larsen, S.S., 2006, An ISHAPE Users Guide, 14
24. Mackie, Guy, 2001, Taking Stock, JRASC, 95, 194
25. Piatti A.E., Angelo M.S., Dias W., 2019, MNRAS, 488, 4648
26. Simon F. Portegies Zwart, S.F., McMillan, S.L.W., and Mark Gieles, M., 2010, ARA&A, 48, 431
27. Spitzer, L., Hart, M., 1971, AJ, 164, 399