星系形成演化模型中的冷气体成分

星际介质中的冷气体是星系的重要组成成分,主要由分子气体H_2和原子气体HI两种成分组成,它们参与了星系形成和演化的各种物理过程,是形成恒星的原材料.目前基于星系形成和演化模型来研究分子气体和原子气体主要使用半解析模型和流体动力学模拟两种方法,两种方法都存在各自的优势和不足.本文主要介绍了近年来这方面模型工作所取得的进展,并介绍了模型所给出的一些最新结果和预言.这些结果能很好地符合和解释已有的H_2和HI气体的各种观测,并可以为今后ALMA,ASKAP,SKA,FAST等大型射电设备对HI和CO气体的观测做理论模型预言和巡天观测指导.     

河外星系恒星形成的物理规律探讨

冷气体(T<20 K)是星系中恒星形成(SF)的原料,冷气体随引力塌缩成致密分子云核并终将继续塌缩转变成SF到恒星,而SF反馈又推动着星系的形成和演化.详细了解气体的性质,描绘SF和星系的物理关联以及SF对星系的反馈等,是当今极为重要的关键研究.本文主要总结了河外星系中SF的物理规律,探讨了SF与冷气体的相关关系,特别是随着对SF的进一步物理认识,归纳了我们对SF与致密气体关系的系列相关研究,从河外星系整体的研究到对近邻星系空间分解以及与银河系内致密云核的跨度10个数量级的关系;甚至是对更高密度的致密气体,从星系整体到近邻星系空间分解以及河内致密云核的跨度10个数量级的线性相关关系,并指出在ALMA时代SF研究方向的未来发展前景.JCMT的大项目MALATANG提供了对极高密度致密分子气体在近邻星系中大规模分布和SF的认识,了解在星系的中心和更广阔的漩涡盘区各种不同气体状态与致密分子气体和SF之间的物理关联,以及SF和致密分子气体在不同物理尺度上的联系等.随着ALMA/NOEMA的观测推进以及下一代望远镜的投入,有望最终获得不论是遥远或近邻星系从分子云尺度到星系局部、整体各个不同物理尺度上对致密气体和SF的物理性质和规律、多谱线诊断和星系局部SF效率等前沿问题的突破性认识.     

环球

正在阿贝尔2597星系团最明亮星系的核心深处,一个天文学家团队利用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵(ALMA),见证了这场从来没有见过的宇宙气象事件——在距离地球10亿光年的一个巨型星系的中心,星系际气体云正成群结队像下雨一样倾泻到一个超大质量黑洞之上。     

用紫外线看宇宙——紫外线观测卫星GALEX获得的最新照片

用紫外线波段观测刚形成不久的年轻星系，它们看起来是明亮的天体。美国宇航局发射的星系演化探测卫星，就是专门用来对年轻星系进行紫外线观测，探索星系演化的一座太空天文台。星系演化探测卫星对宇宙进行的观测，获得了十分宝贵的资料，甚至有助于揭示我们所居住的银河系当初是如何形成的。     

塞弗特2型星系窄线区的形态

使用国家天台兴隆观测站2．16m望远镜的BFOSC相机，对6个塞弗特2型星系进行了窄带成像观测，并获得了它们的[OⅢ]λ007和Ha [NⅡ]λλ6548，6583发射线像以及邻近的连续辐射像，用来研究其窄线区延展电离气体的形态和性质．根据简化的活动星系核的统一模型，假设窄线区气体成球状分布，那么应观测到塞弗特2型星系的窄线区电离气体成V-状(电离锥)．但观测表明，只在一些塞弗特2型星系中观测到了电离锥，而在另外一些塞弗特2型星系中观测到了简化的活动星系核统一模型所不能解释的窄线区电离气体的“晕”状形态．结合观测结果，讨论了导致在塞弗特星系中观测到窄线区电离锥和其它不同形态的因素以及对活动星系核统一模型的验证等相关问题．     

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.     

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.     

哈伯时间下的星系演化

最近这10年见证了一场观测星系方式的革命，特别是用哈勃天文望远镜的深层成像和用地面上10米级的望远镜的光谱学已经揭示了很多沿哈勃序列很难定位的物体。哈勃太空望远镜使我们得以观测到更早期的星系形态。在天文学上，看的更远也就意味着能够看到更早期的星系，这就直接揭示了星系形态层面的演化。极其微弱物体的高分辨率光谱使得研究其运动演化成为可能，星系的物质聚集空前的可以直接比较宇宙结构的情景状况。因此，从所有三个方面研究星系演化成为可能，     

窄线赛弗特I型星系的快速光变观测研究

2000年3月7日至11日，用北京天文台兴隆观测站的60cm望 远镜，对窄线赛弗特I型星系（NLS）PG1244＋026，IRAS13349＋2438，MARK142，MARK766进行了RI皮段的多次观测，作为参照样本，还观测了Blazar天体S5 0716＋71，S5 0836＿71，S5 0954＋65，S4 1749＋70和赛弗特I型星系MARK106，NGC3080，MARK634，观测结果表明，所观测的NLS1和赛弗特I型星系大都不存在明显的短时标光变，只有NLS1 PG1244＋026和赛弗特I型星系MARK634可能存在短时间变化的事件，所观测的Blazar天体都表现出了显著的短时标光变。     

星系碰撞奇观

利用钱德拉X射线太空望远镜和哈勃太空望远镜，科学家们观测到一次壮观的星系碰撞。他们认为，这次星系碰撞揭示出暗物质存在的新线索。     

最新星系演化图

宇宙中有无数的星系。它们的形状千姿百态,有的像旋涡,有的呈圆形。宇宙有大约137亿年的历史,并非一开始就有这些星系,它们是经过了难以想象的漫长岁月才演化成了今天的模样。近年来,天文学家既观测遥远的星系,也观测近旁的星系,已经根据这些观测资料从理论上勾勒出星系的一部演化历史。本文介绍的不是计算机模拟实验的结果,而是根据实际观测资料所推测的宇宙星系在一百多亿年间所经历的变故。     

星系的暗晕占据分布模型

从星系巡天的观测中可以测量宇宙中星系的分布,而这些我们观测到的可见物质只占据了宇宙组分的很小一部分.如何从观测的星系分布来联系暗物质分布,建立星系与暗晕之间的关联,从而限制宇宙学参数,一直都是星系宇宙学研究领域的一大课题.本文具体介绍了描述星系空间分布的暗晕占据分布模型的主要框架和参数形式,并介绍了模型的一个简单应用.这个模型被广泛用于解释观测到的星系分布的两点相关函数,通过模型构建星系和暗晕之间关联,可以从理论上获得不同星系样本所在暗晕质量分布的信息,这对于我们理解星系形成与演化模型以及限制宇宙学参数都有着重要的意义.     

什么是椭圆星系？

春天的星座一升上来，想要观测宇宙深空天体的天文爱好者，还有一些天文学家，便开始忙碌起来。这是因为，在后发座和室女座所在的天区有特别多的星系。大量星系聚集在这里形成了两个“星系团”。通常，一个星系团的直径能达到数千万光年，并包含有成百上千个星系。     

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).     

活动星系核中的尘埃

尘埃是活动星系核统一模型的基石,该模型认为呈现不同观测特征的活动星系核在物理本质上属于同一类天体,活动星系核外围绕着一个光学厚尘埃环,不同类型的活动星系核只是因观测者视线相对于活动星系核对称轴的取向不同而已.观测表明,活动星系核中尘埃的组成成分及尺寸与银河系星际尘埃有很大的差别.本文介绍活动星系核核周尘埃的消光和红外辐射以及尘埃可能的化学组成和尺寸分布的研究现状.     

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.     

星系演化和密度波

考虑到星系演化与旋臂结构间可能的相互影响,在本文中讨论缓慢演化着的星系中的密度波理论。理论的出发点,是用轴对称不稳定基态代替通常的稳定基态,求出了在星系盘中旋涡状密度波列的色散关系、波作用守恒方程和波能量方程。文中着重阐明了以下几点一般性结论:1,密度波与星盘的较差运动交换能量。2,从理论上可以把导波和曳波区分开来,由星系演化的趋势,膨胀或是收缩;可以确定星系中是曳波或是波导占优势。3,对于只能观测到曳行臂的星系,星系的演化特征是膨胀。4,对于银河系,在太阳附近的膨胀速度(?)12公里/秒,演化时标(?)10~9年。     

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.     

Hydra空洞中的发射线星系（I）：对378和502天区的物端棱镜…

对Ｈｙｄｒａ空洞方向的发射线星系进行了物端棱镜光谱的搜寻观测。重点描述了科学目标和发射线星系候选体的选择方法，同时汇报了该项研究的进展情况和在３７８和５０２天区所得的初步结果。     

Hydra空洞中的发射线星系(Ⅰ)对378和502天区的物端棱镜观测(英文)

对Ｈｙｄｒａ空洞方向的发射线星系进行了物端棱镜光谱的搜寻观测．重点描述了科学目标和发射线星系候选体的选择方法，同时汇报了该项研究的进展情况和在３７８和５０２天区所得的初步结果．