星系并合与相互作用的数值模拟和观测统计

在等级成团的结构形成过程中,星系并合与相互作用是非常普遍的现象.在引力的作用下,进入主暗晕的卫星星系受到动力学摩擦的作用而落入暗晕中心与中央星系并合;星系团中的星系高速交汇给星系内部注入能量从而改变着星系的形态;来自星系团的引力场对其中的星系进行着潮汐剥离甚至将其打散.星系的并合与相互作用在星系的演化中起着重要的作用,不仅能改变星系的形态,对星系的恒星形成性质产生影响,而且与活动星系核的演化相关联.借助数值模拟的理论研究与观测研究的共同发展,促进了人们对这一领域的认识,尤其是星系的理论并合时标、观测到的星系并合统计量及演化、并合在大质量星系的质量和大小增长中的作用等.     

SDSSDR9星系对中恒星形成速率的测量与研究

星系演化是天体物理研究领域的重要课题和前沿之一.其中,星系并合演化理论在其中具有至关重要的地位.恒星形成速率是这一研究的重要参数之一.近些年来,对于恒星形成速率测量方法的研究更是取得了长足的进展.本论文选取了SDSS DR9中0z≤0.3的3 444个星系对以及4 000个场星系作为样本,通过对恒星形成速率的计算来对比研究星系相互作用对星系演化所起的作用.     

科学家谈天文学重要方向 星系的演化

正星系的形成和演化是天体物理的前沿领域。该领域以现代宇宙学提供的大尺度结构形成和演化的成熟理论作为基本框架,通过观测和统计研究宇宙各时期星系的形态结构、星族构成、气体吸积、恒星演化、黑洞成长、化学元素、恒星和气体动力学等物理性质及其演变过程,试图阐明宇宙中各类星系的物理起源、演化关系以及它们与宇宙大尺度结构的物理联系,从而总结出支配星系演化的普适物理规律。目前被普遍接受的星系形成理论认为,星系在暗物质晕中形成和演化,其基本图     

星系团Abell 2255的恒星形成性质

研究了星系团Abell 2255中184颗成员星系的恒星形成性质.通过对这些星系的形态分类,发现星系光谱在4×10-7m处的跃变程度对区分星系类型非常有效.该星系团中星系的恒星形成活动和星系所处的环境有关,并且不同形态的星系随投影距离的变化趋势遵循不同的规律.此外还确认了团星系的金属丰度与恒星质量之间的相关性,并推断星系团Abell 2255是在单个星系形成后,经过引力相互作用而形成的,这一结果支持了等级成团理论.     

星系空间取向的理论和观测研究

星系在空间的分布并非随机,在不同的尺度上呈现不同的排列特征.在星系和星系团等中小尺度上,卫星星系的分布倾向于分布在中央星系的主轴方向上.在大尺度上,中央星系的主轴倾向于指向大尺度的物质分布,如平行于大尺度的纤维结构.在更大尺度上,星系的主轴之间也有一定的取向关联.此外,星系的角动量也与大尺度物质分布有一定的关联.本文将回顾星系空间取向的相关理论和观测研究的进展,指出小尺度上星系的空间各项异性主要是由非球对称的暗物质晕决定的,与大尺度物质分布的相关性正是冷暗物质模型下结构形成的典型特征,研究星系在不同尺度上的各项异性分布有利于理解星系形成物理和限制暗物质、暗能量模型.     

团星系和场星系的恒星形成性质

通过对团星系和场星系的聚度参数、特征恒星形成率、星系中包含的恒星质量、金属丰度等物理参量的比较,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,大部分低质量星系是场星系,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.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.     

多波段二维面亮度测光分解对盘星系核球的研究

研究核球的内禀形状是限制星系的形成与演化理论的重要方法之一,能够给出星系的形成与演化过程究竟是等级式并合的快过程还是长期内部活动形成伪核球的慢过程的重要线索.而慢过程的研究限于高分辨率的图像资料的缺乏,近十几年才得以展开,大多是在某一个波段进行的.选取了9个正视无棒旋涡星系在4或5个波段上分别对它们进行了二维面亮度测光分解,得到核球和盘在各个波段上的形态参数,在不同波段和不同星系类型之间进行了对比研究,结果表明:同一星系不同波段得到的参数有一定的离散,这可能与恒星宽泛的年龄范围有关;测光分解显示9个样本中5个包含经典核球、4个包含伪核球,并且伪核球全部位于晚型星系中,给出了对慢演化理论的重要验证;研究肯定了n=2作为经典核球和伪核球分界的合理性.另外,通过对比此前几乎单一波段的研究,发现伪核球可能不像以前认为的那么类似盘,经典核球也不像以前认为的那么类似椭圆星系.     

星系紫外深场巡天观测进展

紫外波段是星系能谱分布中的重要部分.其包含大量原子、离子和分子的共振线以及研究重要物理过程的连续辐射,提供了理论研究重要的观测限制.在星系研究中,紫外辐射追踪大质量恒星,是测量和理解宇宙中恒星形成历史的重要工具.紫外辐射也可追踪大质量黑洞吸积盘,是理解吸积物理过程的重要手段.其涉及的关键科学问题包括宇宙正午时期的恒星形成历史与星系演化、宇宙重子物质缺失、宇宙再电离能量来源以及星系吸积和外流反馈等.本文重点阐述了紫外深场巡天观测的发展现状及其在星系科学研究中发挥的作用.主要介绍了深场仪器的基本参数、深场观测的目的和任务,以及数据及科学产出,并对国内外正在计划中的未来紫外观测进行了总结和展望.     

星系形成专辑·编者按

<正>星系形成是天体物理学和宇宙学的前沿领域.如果说20世纪是宇宙学发展的黄金时期,星系研究的黄金时期已于21世纪初悄然来临.经过近一个世纪的发展,一个具有预言力的标准宇宙学模型在20世纪末得以确立,我们进入到所谓的"精确宇宙学时代",这为研究星系提供了强有力的理论框架,再加上新的观测设备和大型计算机不断投入使用,星系形成和演化的研究在过去十多年里取得了快速的发展.观测方面,针对中低红移星系的斯隆数字化巡天(SDSS)从21世纪初以来已成功实施了三期巡天项目,获得     

双星对星族合成研究的重要性

观测显示星系中的大部分恒星是双星,因此星族合成研究必须考虑双星的作用。综述双星对星族合成研究的重要性。主要讨论了双星对早型星系和球状星团的能谱、谱指数、颜色、颜色一星等图、星系参数确定和恒星形成历史研究的影响。主要结论为双星有助于对星系和星团的光谱、颜色一星等图的解释,以及对星系和星团多个参数的准确确定。因此,双星是准确星族合成研究的必然要求。     

星系周介质的研究方法和研究进展

星系周介质是位于星系维里半径以内、星际介质以外的气体.这些弥散的、几乎不可见的物质在星系的演化过程中扮演了重要的角色.本文介绍星系周介质的研究方法以及近年来取得的主要研究进展，包括重子物质的质量分布和金属分布等.研究表明，星系周介质是复杂的多相气体，不同温度的星系周介质都包含了大量的重子物质，有望解决标准宇宙学框架下的“重子物质缺失”问题.星系周介质的金属分布呈双峰或更复杂的结构，说明其能接收星系反馈过程抛出的气体，调节并支配星系的气体供给.观测上已经发现星系内流和外流的直接证据，星系周介质的性质具体是如何影响星系中气体的供给还有待研究.未来，包括我国的中国空间站望远镜、宇宙热重子探寻计划等观测设备将帮助人们更好地理解星系周介质的性质及其在星系演化过程中的具体作用.     

星系的星族合成研究

星系的研究是当今天体物理研究的热点之一,星系合成是星系研究的重要方法之一。介绍了研究星系的星族合成方法及其应用,并概述了演化星族合成的研究状况、展望了星族合成研究的前景。     

星系对选择的新方法讨论

了解星系对的空间分布和随时间的演化是研究星系的形成和演化的重要手段之一,而其中完备星系对样本的选择是研究的关键.比起光学波段,在红外波段选择和观测星系对有很多优势.介绍了利用红外望远镜Spitzer卫星的SWIRE(the Spitzer Wide-area Infra Red Extragalactic survey)数据选择完备星系对样本的新方法,比较分析了星系对选源标准,得到了初步星系对样本.     

VV星表中赛弗特星系的双色图及模型暗示

双色图是一种研究恒星和活动星系核演化的有效工具。文章比较了四种赛弗特星系子类(1型赛弗特星系,1.5型赛弗特星系,2型赛弗特星系和3型赛弗特星系或低电离核星系)大双色图中的分布情况。结果发现四种赛弗特星系子类在双色图中具有显著不同的分布,特别地1型赛弗特星系比2型赛弗特星系要蓝。最后提出了赛弗特星系可能的一种演化序列:从1型赛弗特星系演化到2型赛弗特星系,最后演化为3型赛弗特星系或低电离核星系。     

Seyfert1和Seyfert2星系黑洞质量与宇宙学红移的研究

收集了359个Seyfert星系的观测数据(其中Seyfert 1星系观测数据283个,Seyfert 2星系观测数据76个).对红移、爱丁顿比、黑洞质量的分布进行研究,并讨论了红移和爱丁顿比的关系.得到了以下结论:1)Seyfert 1星系的红移平均值大于Seyfert 2星系的红移平均值;2)Seyfert 1星系的爱丁顿比平均值小于Seyfert 2星系的爱丁顿比平均值;3)Seyfert 1星系黑洞质量的平均值小于Seyfert 2星系黑洞质量的平均值.     

高红移星系的结构与形态研究

本文主要介绍近年来利用哈勃空间望远镜第三代宽场相机的近红外成像对高红移星系结构形态的研究.对红移1-3区间内宁静星系的研究发现其结构较近邻等质量宁静星系更致密,且有很显著的随红移演化趋势.最近的观测证据建议高红移致密宁静星系可能遵循从内而外的演化图像,干子并合可能在其演化过程中扮演了很重要的角色.在红移z1,正常恒星形成星系的结构演化符合等级成团模型的预言.高红移星暴星系,包括极亮红外星系、尘埃遮蔽星系和亚毫米星系等,多数显示了并合的形态特征,表明主并合可能是触发高红移星暴星系中剧烈星爆活动的主要机制.对高红移活动星系核宿主星系结构形态的研究显示了不同的结果:中低光度X射线选活动星系核宿主星系与比较样本中的正常星系相比并不具有显著更高的并合比例;而高光度类星体宿主星系却具有很高的并合比例.该结果表明主并合可能只在高光度活动星系核的核活动触发过程中扮演主要角色.诸多观测事实表明星暴星系、致密恒星形成星系、类星体和致密宁静星系可能处于同一演化序列之上,是高红移大质量星系演化过程中的不同阶段.     

赛弗特工星系黑洞质量与宇宙学红移的研究

对214个SeyfertI星系（其中147个窄线SeyfertI星系（NLSIs）,67个宽线Seyfert工星系（BLSIs））的红移、热光度、爱丁顿比、黑洞质量的分布进行研究,并讨论了红移和热光度、爱丁顿比的关系。得到了以下结论：1）窄线SeyfertI星系的红移、热光度、爱丁顿比都大于宽线SeyfertI星系的红移、热光度、爱丁顿比;2）窄线SeyfertI星系的黑洞质量小于宽线SeyfertI星系的黑洞质量;3）在大样本下SeyfertI星系从窄线Seyfert工星系到宽线SeyfertI星系演化,与他人用其他方法得到的结果是一致的。     

环境对于旋涡星系气体的影响研究

星系的演化会受到各种因素的影响,如星系团介质的压力作用、邻近星系的潮汐力作用、星系之间的碰撞等。因此处在不同环境内的星系,它们的形态、颜色以及气体含量上必然存在一定的差异。选取了位于星系群中的样本星系和空洞环境里面的空洞旋涡星系(Void spiral galaxies)、密度较低的环境内的孤立旋涡星系(Isolated spiral galaxies)以及位于室女星系团(Virgo Cluster)内的室女旋涡星系的多波段测光数据,对比研究了不同环境里旋涡星系之间的颜色差异、气体含量、星系的恒星质量等特征,并讨论了其可能的产生机制。     

两类Seyfert星系的黑洞质量与吸积率

收集了89个Seyfert星系样本,利用反响映射法和恒星弥散速度法计算了Seyfert星系的黑洞质量,分别研究了Seyfert 1和Seyfert 2星系的黑洞质量与吸积率、热光度和红移之间的相关性,结果发现Seyfert 1星系的黑洞质量与吸积率、热光度和红移之间具有强相关性,Seyfert 2星系的黑洞质量与吸积率之间具有弱的负相关性,与热光度和红移之间具有弱相关性.两类Seyfert星系的区别除了源于吸积盘倾角不同外,还可能与星系的环境、演化和星系核的活动有关.     

高红移Lyα发射线星系观测研究

高红移Lyα发射线星系的研究是理解宇宙恒星形成历史和早期星系形成的关键.作为高红移宇宙的重要组成部分,Lyα发射线星系是研究星系形成、宇宙恒星形成和结构形成历史以及宇宙再电离时期的重要探针.近20年随着8–10 m级地面望远镜和红外设备的发展,利用窄带测光技术和光谱观测,人们对Lyα发射线星系的研究取得了巨大进展.本文主要介绍由窄带测光技术选取的红移2以上的Lyα发射线星系的成团性质、恒星星族和发射线星云性质、恒星形成性质、紫外连续谱和Lyα发射线形态,与莱曼断裂星系的关系,对宇宙恒星形成率密度的贡献,以及极高红移Lyα发射线星系对宇宙再电离时期的限制等方面的研究进展.