星系团Abell 1795的形态和动力学研究

基了SDSS和NED关于星系团Abell1795的1．5h^-1Mpc范围内154个成员星系的位置和红移信息,对该朋的动力学结构和形态进行了分析．计算出中心CD星系的本动速度为235±72km·s^-1,说明cD星系在星系团完全维里化之前就已经形成．从这些星系的空间投影分布和局域视向速度分布中,发现了正在并合之中的一个子闭,进一步说明了该星系团并未处于动力学平衡状态．该星系团中心区域早型星系的比例显著偏高,说明中心区域的恒星彤成率偏低．外围区域晚型星系所占的比例略高,可能预示着气体、尘埃等的存在,表现出恒星形成的活跃．团星系的空间延展方向和中心CD星系的方位角一致,在观测上支持了等级成团理论．     

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.     

星系团Abell 2199的动力学子结构

近年来Sloan巡天的光谱观测使近邻富星系团Abell 2199的成员星系数目增加了近两倍.基于该星系团1.5 h-1Mpc范围内的366颗成员星系的位置和红移信息,对其动力学结构进行了分析.计算出中心cD星系的本动速度为(189±45)kms-1,说明cD星系在星系团完全维力化之前就形成了.从这些星系的空间分布和局域视向速度分布中,发现了三个明显的子团.这些子团的并合现象表明,星系团Abell 2199远未达到动力学平衡状态,从而支持了星系团形成的等级模型     

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.     

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.     

宇宙中的双黑洞

在星系形成的等级结构模型中,亚星系的结构先形成,之后再不断地通过并合形成越来越大的星系.伴随着星系的并合,星系中心的大质量黑洞也不断经历并合.在富气体星系的并合过程中,气体落入星系的中心,可能触发恒星的形成和黑洞的吸积.黑洞不断通过并合和气体吸积,从小到大形成现在观测到的在不同红移处的超大质量黑洞,因此,在星系的演化过程中,不同红移处必然存在很多大质量黑洞双体系统,甚至三体系统.本文将主要对宇宙中大质量双黑洞的观测和理论做一个简要的评述.美国升级后的激光干涉引力波天文台宣称首次直接探测到了引力波,该引力波源为几十倍太阳质量黑洞双星的并合.这么大质量的致密双黑洞是如何形成的?它们的并合率为什么这么高?本文也会简单提及恒星级双黑洞的形成和演化模型.     

远红外亮类星体的研究进展

远红外亮类星体是极亮红外星系中具有I型活动星系核光谱特征的天体,光学光谱研究表明它们在光学波段的辐射主要由中心活动星系核主导,其中心超大质量黑洞的质量为107~108M☉,且有超爱丁顿吸积率.与光学选类星体相比,远红外亮类星体在远红外波段存在明显的辐射超出,这可能是由其核区周围~1 kpc尺度内的星暴活动(恒星形成率约为几百M☉yr-1)加热尘埃造成.对分子气体进行观测发现远红外亮类星体的宿主星系中存在约109~1010M☉的分子气体,这些分子气体可以为黑洞和核球的增长提供"原料".几乎所有远红外亮类星体都处于富气星系并合的晚期,是极亮红外星系向光学选类星体演化的过渡天体.     

星系中的恒星形成活动的熄灭过程

宇宙平均恒星形成率密度在z～2达到峰值后持续下降,这意味着平均而言,星系中的恒星形成活动在逐渐减弱甚至"熄灭",这种减弱和熄灭的过程主导着过去上百亿年的星系演化历史,百亿年前占据主导地位的星爆星系在今天的宇宙中已不多见,而红星系的比例则上升为百亿年前的两倍有余.到底是哪些物理机制造成星系中恒星形成活动的熄灭?这些机制在不同的星系、环境以及宇宙时期所起的作用有何不同?这些是当前星系形成领域的关键科学问题,21世纪以来的大规模多波段图像和光谱巡天观测极大地促进了对这些问题的认识.本文试图对当前研究结果稍作总结,考虑到中央星系和卫星星系的显著区别,先对两类星系分别讨论,然后将二者综合起来,总结了导致恒星形成活动熄灭的三个主要物理过程:大质量暗物质晕中的Halo Quenching效应(下落气体激波加热、潮汐力和冲压导致的气体剥离)、棒状结构和次并合驱动的星系自演化(Morphology Quenching、活动星系核反馈)、以及中小质量星系的主并合(早型星系和经典核球的形成).需要强调的是,这种对现有观测现象的总结只能是经验性的和阶段性的,下一步既要从观测上继续深入研究(更大样本、更多波段、更高红移),以改进和完善观测结果,更重要的还要及时和充分地利用最新观测结果来检验和限制星系形成的物理模型(如半解析模型和流体动力学数值模拟).     

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.     

低红移河外星系中性氢原子气体观测

我们回顾了近年来近邻宇宙星系中HI的研究进展,包括星系怎样吸积HI气体、HI在星系中的含量和分布、HI跟恒星形成率的关系以及环境对星系中HI的影响.近邻宇宙中仍然没有发现直接的证据支持HI吸积,说明这个过程很缓和.星系团、组尺度的环境以及局部星系密度环境对星系中HI含量有很明显的影响,然而我们仍不清楚实现这一过程的具体细节.不同星系内HI的分布具有很多共性,例如HI质量-直径关系,HI盘在光学盘外沿弯曲的普遍性,然而从宇宙学下的星系形成模型上理解这些共性仍然是个难题.在没有可探测的分子气体的低气体面密度区,HI与恒星形成活动有密切联系,表现在恒星形成覆盖面积比例和恒星形成面密度都与HI面密度相关.然而HI和恒星形成之间的联系怎样被激发以及被哪些物理条件约束仍然未明.相信接下来几年到几十年里,射电数据量的大爆炸会让一些未解之谜逐渐明朗.     

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.     

活动星系核

正从1940年代开始,天文学家发现某些星系的核区具有完全不同于星系其他区域的光谱,呈现出非恒星特性。这表明核区辐射不再是由恒星产能主导,从此拉开活动星系核(以下简称AGN)研究的序幕。1963年发现的以大红移和高辐射光度为特征的类星体将AGN研究推到天文和物理学的前沿,直到今日AGN又与星系形成和演化、大质量双黑洞低频引力波辐射探测密切结合在一     

A2142星系团子结构中的星系演化

系统整理了星系团A2142的光谱和测光数据．利用花树算法得到的子结构,将星系团视场中的星系分为非子结构、子结构和外围星系3类．通过研究它们的分布、产星活动、D_n4000等物理信息,发现了A2142星系团中的星系存在明显的径向演化趋势．星系从星系团外围落入团中心的过程中,其演化不仅受到星系团内介质的影响,还受到子结构自身的调制．      

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.     

射电宁静的活动星系核的光变研究进展

一部分星系的核区存在剧烈的非恒星活动起源的多波段电磁辐射,这类星系被称为活动星系,其核心称为活动星系核.一般认为,超大质量黑洞(其质量是数百万倍乃至数百亿倍太阳质量)通过其强大的引力吸积周围气体形成的吸积盘是活动星系核的中心引擎.理解这一物理过程和测量超大质量黑洞的物理参数,对认识强引力场下的磁流体物理、超大质量黑洞的宇宙增长历史和活动星系核的反馈以及宇宙大尺度结构形成有重要的意义.多波段连续谱的光变(即光度随时间的变化行为)是活动星系核的鲜明特征,可以被用来从时域的角度测量宇宙学距离上的活动星系核的中心引擎的结构、尺寸和超大质量黑洞的质量以及自旋.本文介绍了活动星系核光变行为的基本概念,概述利用光变研究活动星系核物理过程和测量超大质量黑洞质量等方面的主要进展,并对活动星系核的光变研究领域进行展望.     

A2199中心区域成员星系的光度函数

研究了邻近富星系团A2199中心区域一个Abell半径范围内的343颗成员星系在g、r、i 3个波段的光度函数,发现与以前研究的星系团的光度函数并不完全一致,而与场星系的光度函数不存在明显差异.通过对星系进行分类,证实星系光度函数与其颜色分布和局域数密度均密切相关.     

类星体的空间分布和与星系的成协

采用最新的较完备的类星体总表，用数理统计的Ｘ＾２检验的方法，分别选取泊松分布和伽马分布，分析了类星体红移和星等的大尺度分布，并且考察了室女星系团天区类星体与星系团中亮星系成的可能性。得到初步的结果：类星体就整体来说其红移和星等在各种尺度上的分布是不均匀的；类星体与星系团中亮星系普遍成协的可能性不显著，但局部区域的成协性是存在的。     

中红移BCG的X射线性质

最亮团星系(brightest cluster galaxy, BCG)的X射线起源尚不清楚. 射电喷流与径移主导吸积流(advection-dominated accretion flows, ADAF)是2种主要可能的物理起源机制. 2种模型中是否存在主导模型或模型间是否存在关系并不明确, 而且不是所有BCG都存在X射线辐射. 为探究BCG的X射线性质, 进一步了解X射线物理起源机制, 本文选取钱德拉塞卡X射线望远镜(Chandra X-ray observatory, 简称Chandra) 数据存档红移范围0.2相似文献   

并合星系团MACS J0358.8-2955再分析

尝试用最新的方法重新分析并合星系团MACS J0358.8-2955，给出并合事件的更多细节:在光学波段，采用花树算法寻找星系团子结构，确认了2个子结构的存在，并给出了具体成员；在X 射线波段，通过X射线光谱拟合，得到星系团内介质的红移分布，既给出了X射线气体与光学星系关联的直接证据，也呈现出2个子团的接近路径；ClusterPyXT工具生成的高分辨率温度图还揭示了周围环境中的激波加热信号，给出了并合成分的运动轨迹．新方法提供的光学星系和热气体的视向速度运动信息，较好地补充了星系团MACSJ0358并合过程的已有认识，构建出一个完整的并合早期三维图景．      

DAMPE首个宇宙线电子观测结果的科学意义

 1933年F.Zwicky利用光谱红移测量了后发座星系团中各个星系相对于星系团的运动速度。发现它们的速度弥散度太高,对应的质光比在100以上。因此星系团中应该存在大量的不可见物质,这开启了现代暗物质研究。之后陆续有支持暗物质存在的研究结果出现,1970年V.C.Rubin和W.K.Ford对仙女座大星云中星体旋转速度开展了高精度的光谱测量,探测到了远离星系核区域的外围星体绕星系旋转速度和距离的关系。观测结果表明在相当大的范围内星系外围的星体的速度是恒定的。这意味着或者牛顿引力定律是不正确的,或者星系中有大量的不可见物质并不分布在星系核心区,并且其质量远大于发光星体的质量总和。由此开始,星系及星系团中暗物质存在这一假说逐渐被天文学界广泛接受。