星系的恒星形成性质及其环境效应

发布时间：2020-06-09 07:21

【摘要】： 星系的恒星形成性质的研究是目前河外天体物理学的热门研究领域。通过研究星系的恒星形成性质及其随环境变化的规律，有助于我们了解星系的形成和演化。基于越来越先进的观测技术，测量星系中的恒星形成率的精度也越来越高，尤其是近年来大规模的Sloan巡天(the Sloan Digital Sky Survey，简称SDSS)使得星系的样本不断的扩大，从而使得星系的恒星形成性质方面的研究也取得了很大的进展。 星系团Abell2199正好被SDSS巡天覆盖。在文中，我们对该星系团的290个成员星系的恒星形成性质进行了研究，利用SDSS提供的图像、光谱和测光数据，我们在对这些成员星系进行形态分类的基础上，研究这些星系的恒星形成率及其与形态和相关物理特性之间的关系。该星系团中星系的特征恒星形成率与Hα等值宽度、星系光谱在4000(?)处的跃变程度以及星系所包含的恒星质量之间有较强的相关性。这些星系的恒星形成活动没有表现出明显的环境效应，表明该星系团仍处在剧烈的动力学演化阶段，远没有达到动力学平衡。 为了研究星系的恒星形成性质在高密度和低密度环境中的差异，我们根据Kauffmann等提供的数据，，选出了处于致密环境中的团星系成员和低密度环境中的场星系成员进行研究。通过对场星系和团星系的物理特性的比较，研究了处在不同引力环境中星系的恒星形成性质。研究表明，聚度高的星系主要居于星系团中，而大部分低质量星系是场星系。发现星系的特征恒星形成率与恒星质量和金属丰度之间存在着显著的相关性。另外，团星系和场星系在红移小于0.1的范围内仍表现出了明显的宇宙学演化效应。 为了明确星系的恒星形成活动随环境密度的变化趋势，我们还研究了星系的恒星形成活动和化学演化随着环境密度的变化情况。我们用星系周围1h~(-1) Mpc范围内邻近星系的数目N来描述星系的局域密度环境。我们发现，星系的特征恒星形成率 随着密度的增加有逐渐减少的趋势，而且在不同的环境密度下星系的化学增丰过程 表现出不同的规律：在低密度环境(N＜10)下，星系的金属丰度-恒星质量关系的 斜率大体上随局域密度的增加而呈单调下降的趋势，表明随着星系所处环境数密度 的增加，化学增丰进程逐渐减缓；而在高密度环境(N＞10)下，该斜率随局域密 度的变化呈现出不确定性。另外，星系的金属丰度-恒星质量关系的相关系数在不同 环境密度下也表现出不同的变化规律：在低密度环境(N＜10)下，星系的金属丰 度-恒星质量关系的相关系数的变化不大，但有随局域密度的增加而下降的趋势；而 在高密度环境(N＞10)下，该相关系数的变化幅度增加，且变化也表现出不确定 性。上述研究表明，星系的化学增丰过程在低密度环境(N＜10)中表现出渐变的 特征，而在高密度环境(如星系团)中表现出较大的不确定性，说明在星系团环境 中，有许多的物理过程影响了星系的化学演化进程。
【图文】：

L0.500.511一52109[砰(Ha)]图2一2星系的特征恒星形成率与Ha发射线强度的关系图。点表示早型星系，圆圈表示晚型星系，虚线是对晚型星系的线性拟合。在第一章我们已经提到Ha发射线的等值宽度(EW)可以用来测量特征恒星形成率[23]，所以Ew(Ha)与特征恒星形成率之间应该有明显的相关性。图2一2给出了 Abell2199中具有发射线的成员星系的特征SFR与Ha等值宽度之间的关系(图中圆圈表示晚型星系，点表示早型星系)，从图中可以看出早型星系中具有Ha发射线的很少，这也正说明了晚型星系中恒星形成比早型星系活跃。图2一2中的虚线是对晚型星系的线性拟合，可以看出Ew似a)与SF卿M.之间很好的相关性

系有大量的年轻星族，它们的Dn值小，而大质量星系中年老星族占主导，它们的Dn值则大些。我们发现 AZ199中早型星系的Dn(4000)值与星系的质量之间有很强的线性关系，图2一3给出这些早型星系的光谱跃变程度和星系质量之间的关系。由图可以看出随着星系质量的增加Dn(40O0)值也增加，且它们之间的相关性也很强，线性拟合的结果是Dn(4000)=0.27件0.02)logM*一0.75仕0.18)，其相关系数为0.77， Dn(4000)的弥散度为0.10。由于Dn能较好地表征星族的特征年龄，因此图2一3也反映出随着星系质量的增加其星族也不断的变老。星系的Dn(4000)值与星系的质量之间的关系与环境密度也有关系(图1一2)，随着密度的增加Dn(40O0)值也变化并且星系的质量低于3、10’。M。时变化更大，而当质量大于3、ro”M。时随着密度的变化它们的关系几乎没有变化。忿 忿 l!1111才才 才卜 卜任一 一 .....一1.一 11.1一二lll01|洲工|

本文编号：2704351