星系的形態(tài)、結(jié)構(gòu)與恒星形成活動研究是星系演化研究中的重要部分。表征星系結(jié)構(gòu)的最直接的觀測特征為星系的形態(tài),即星系中發(fā)光物質(zhì)（組成星系的恒星和塵埃）沿著觀測者視線方向的投影。星系形態(tài)是反映星系物理性質(zhì)的一個重要特征量,它與星系的其他物理性質(zhì)有一定的關(guān)系。比如,本地早型星系的星族年齡老,顏色偏紅,消光弱,多處于高密度區(qū),其恒星形成率低,而本地晚型星系則有著相反的特性。也就是說,隨著星系中恒星形成活動的演化,星系的其他物理特征（如形態(tài)、顏色等）也將發(fā)生變化。對于星系形態(tài)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變和恒星形成活動的抑制（star-formation quenching）已有一系列工作,但依然是星系研究中的熱門課題。在本論文中,我們利用CANDELS（Cosmic Assemble Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey）五個深場的多波段巡天數(shù)據(jù),對藍云、綠谷和紅序三類星系以及致密星系的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、活動星系核比例（Active Galactic Nucleus,AGNs）和恒星形成率等性質(zhì)進行了研究。我們還計算了紅移跨度在0.5到2.5范圍內(nèi)星系局域環(huán)境密度,... 

【文章來源】：南京師范大學江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：104 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

并合樹的示例圖(Moetal.,2010)，展示了一個暗物質(zhì)暈的并合歷史

圖1.2星系演化的大致流程。圖中描述了一個典型的恒星形成星系最終成為寧靜的橢圓星系所經(jīng)歷的八個演化階段：(a)獨立盤階段、(b)小星系暈的并合、(c)相互作用/并合、(d)融合、(e)爆裂、(f)類星體、(g)后星暴時期、(h)寧靜的橢圓星系(Hopkinsetal.,2008)。就體現(xiàn)出類星體的特征。d）星系融合（coalescence）：星系核心區(qū)域的迅速弛豫以及大量氣體的內(nèi)流，會觸發(fā)強度類似極亮紅外星系和亞毫米星系級別的星暴和塵埃遮掩的X射線活動星系核。雖然與并合時盤上恒星形成活動對整體恒星質(zhì)量的貢獻相比，這些由星系內(nèi)流觸發(fā)的星暴產(chǎn)生恒星總質(zhì)量很少。但是這些劇烈的星暴活動主導(dǎo)了整個星系的亮度以及內(nèi)部的反饋機制。e）爆裂階段（“blowout”）：星系中心高密度的氣體會使黑洞迅速地成長，然后暫時性地取代星暴活動主導(dǎo)星系的光度和反饋機制，并且通過持續(xù)的輻射和外流加熱和排出氣體和塵埃。由于大部分氣體已經(jīng)被之前的星暴活動消耗，最終來自超新星和黑洞的反饋機制又開始使殘存氣體變得熱且彌散，使得恒星形成活動受到抑制。這個爆發(fā)階段屬于短暫的過渡階段，星系在塵埃的作用下紅化，變成紅化的類星體（但并不屬于II型）。紅化類星體與星系并合活動相關(guān)，超過75%的類星體有近期或是正在進行并合的跡象，并且伴隨著恒星形成活動。大量塵埃和超愛丁頓吸積率象征著這類星系正處在一個活躍的時期，宇宙中相當數(shù)量的高光度類星體都處在這個星系演化中的爆裂階段。3

圖1.3哈勃音叉圖（來自網(wǎng)絡(luò)）。整體上星系可以分為橢圓星系（E）、透鏡星系（S0）、旋渦星系(S)和不規(guī)則星系（Irr）。根據(jù)中心區(qū)域是否存在棒狀結(jié)構(gòu)，可以分為棒旋星系(SB)和正常旋渦星系（S）；又依據(jù)盤上物質(zhì)相對于核球的大小以及旋臂的展開程度，可以將旋渦星系劃分為Sa、Sb和Sc（或SBa、SBb和SBc）。不規(guī)則星系缺乏對稱型，沒有固定的形狀；其中，有明亮的亮或者隱約可見的不規(guī)則的棒狀結(jié)構(gòu)的典型不規(guī)則星系被稱為I型不規(guī)則星系，II型不規(guī)則星系有比較平滑的圖像，分辨不出恒星和星團等組成成分，且往往有明顯的塵埃帶�；谛窍档墓诸惙�，天文工作者也提出了其他星系形態(tài)的目視分類法，如德沃庫勒(deVaucouleurs,1959)分類和范德堡分類方法(vandenBergh,1960a,b)等。在此不再詳述。后期的研究表明，星系的形態(tài)序列與許多物理特征有關(guān)，如光度、顏色、動力學、恒星質(zhì)量、氣體質(zhì)量以及恒星形成性質(zhì)等。哈勃分類簡單有效，但是過于粗糙，忽略了對盤中環(huán)和旋臂特征的描述，且難以量化。另外，哈勃分類也存在一些系統(tǒng)性缺陷，比如對于低面亮度星系、并合中的星系、活動星系等難以分類。而且目視分類方法具有很強的主觀性，并且很難推廣到大樣本。1.2.2模型依賴的形態(tài)參量和分類大量的觀測事實證明，星系的面亮度輪廓可以通過數(shù)學化的函數(shù)形式來描述。比如，核球和橢圓星系的面亮度輪廓可以用deVaucouleurs1/4律來描述,而星系盤可以用指數(shù)律來描述。更一般地，我們可以用Sérsic面亮度輪廓的來描述星系的形態(tài):I(r)=Ieebn[(r/re)1/n1],(1.1)其中re為有效半徑，在有效半徑re內(nèi)包含了星系總光度的一半,即2L(<re)=L(<∞)。星系在半徑r內(nèi)的光度可以表示為L(<r)=γ(2n,bn(r/re)1/n)。嚴格的5


本文編號：3392075