星系团A2319和A1767动力学及其恒星形成性质研究

摘要

作为宇宙中最大质量的引力束缚体系，星系团一直被公认为可以给大尺度结构的形成提供重要线索的天体。自从Abell(1958)获得2712个富星系团列表以来，星系团更是引起人们越来越广泛的兴趣。成员星系的恒星形成历史可以揭示它们寄主星系团的演化线索。对星系团的质量函数、动力学子结构以及成员星系的恒星形成性质的分析，不仅可以给宇宙模型提供有力的观测制约，而且有助于了解星系在致密环境下的形成与演化。
　　本论文利用两个处于不同动力学状态星系团(即正在并合的星系团A2319和动力学弛豫星系团A1767)的测光和光谱数据，研究了星系团的动力学与团成员星系的恒星形成历史。主要工作概括如下:
　　星系团A2319具有非对称的X-ray辐射以及强大的星系团尺度的射电晕，表明它是一个正在并合的星系团。利用Beijing-Arizona-Taiwan-Connecticut(BATC)多色测光资料，在团中心58'×58'的视场范围内有142个已知光谱红移的星系，其中包含了128个成员星系（称作样本Ⅰ）。成员星系在本地静止坐标系中具有较大的速度弥散(1622+91-70 km s-1)暗示着A2319内的并合动力学;其投影密度的等强度图与局域速度结构证实，在主团A2319A西北方向～10'处存在子结构(A2319B)。BATC观测得到了亮于V～20m的30000多个源的光谱能量分布。使用位于基特峰的Bok2.3m望远镜获得了具有更好视宁度与空间分辨率的u波段(～3551(A))图像，用于辨别BATC孔径测光中的重叠污染。基于双色(color-color)图和测光红移技术，并通过仔细核查u波段图像去除那些BATC光谱能量分布受到污染的伪源，最后获得了233个亮于hBATC=19.0的新成员星系。基于样本Ⅰ与扩充的成员星系样本(称作样本Ⅱ)，子团A2319B的存在得到证实。样本Ⅱ中的早型星系都严格遵循“颜色-星等”关系。假定Salpeter起始质量函数与指数衰减形式的恒星形成率，运用演化合成模型PEGASE获得团星系的恒星形成性质，结果发现恒星形成历史具有显著的环境效应，表现为:稀疏区域星系具有不同的恒星形成历史，而致密区域的星系具有较短的SFR时标、较老的恒星年龄及较高的星际介质金属丰度。对于并合的星系团A2319而言，局域星系密度比星系到团中心的投影距离能更好地示踪环境。与弛豫完好的星系团A2589相比，A2319中含有较高比例的恒星形成(star-forming)星系，这表明由子团并合激发的星系尺度的湍流可能在触发恒星形成活动方面发挥了作用。
　　A1767是一个动力学弛豫的cD星系团。在团中心2.5 r200投影半径内存在250个光谱确认的成员星系，其中243个星系被斯隆数字巡天(SDSS)光谱观测覆盖，比例高达～97％。基于该一致性很高的光谱样本，利用恒星演化合成软件STARLIGHT探究其星族构成和恒星形成历史。研究了星系的恒星形成性质(如平均恒星年龄、金属丰度、恒星质量及恒星形成率）随局域星系密度的变化关系，统计结果显示出显著的环境效应:居于星系团高密度核心区域的大质量星系往往具有较高的金属丰度、较老的平均恒星年龄和较低的比恒星形成率(SSFR)，它们近期的(即回顾时间小于24.5Myr)恒星形成活动已经受到明显的抑制。此外，还确认了金属丰度、SSFR与恒星质量之间的相关性。

目录

声明

摘要

第一章 星系团的观测研究

1．1 星系团的定义及分类

1．1．1 星系团的光学分类

1．2 星系团的射电辐射

1．2．1 射电晕(radio halos)

1．2．2 射电小晕(radio mini-halos)

1．2．3 射电遗迹(radio relics)

1．3 星系团的X-ray观测

1．4 本论文的研究内容及意义

第二章 演化的星族合成理论

2．1 星族合成模型

2．1．1 恒星演化轨迹库

2．1．2 恒星光谱库

2．1．3 初始质量函数

2．1．4 恒星形成历史

2．1．5 常见的星族演化模型

2．2 研究工具—STARLIGHT

2．2．1 STARLIGHT光谱分析方法

2．2．2 STIARLIGHT光谱拟合效果

2．3 团星系恒星形成性质的研究

2．3．1 描述恒星性质的物理量

2．3．2 恒星形成性质的研究进展

第三章 星系团A2319的多色测光研究

3．1 引言

3．2 观测与数据处理

3．3 已知光谱红移成员星系的分析

3．3．1 光谱确认的成员星系—样本Ⅰ

3．3．2 样本Ⅰ的空间分布与其局域速度结构

3．3．3 动力学性质

3．4 暗成员星系的筛选

3．4．1 恒星-星系分离

3．4．2 团成员星系筛选

3．5 扩充后的成员星系(样本Ⅱ)分析

3．5．1 空间分布

3．5．2 早型星系的“颜色-星等”关系

3．5．3 恒星形成性质的环境效应

3．6 总结

第四章 星系团A1767的恒星形成性质

4．1 引言

4．2 数据与分析

4．2．1 SDSS光谱数据

4．2．2 光谱分析

4．3 统计结果

4．3．1 星系的形态分类

4．3．2 星系的恒星形成性质

4．4 结论

第五章 总结与展望

参考文献

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致谢