从大尺度结构到星系形成

摘要

本文利用Sloan Digital Sky Survey(SDSS)结合目前星系形成的半解析模型研究不同类型星系的空间分布和速度分布的统计性质。全文分为七章。
　　第一章简要介绍相关的背景知识,包括结构形成和星系形成的理论模型、以及如何用星系红移巡天检验这些模型。
　　第二章利用SDSS DR2研究了星系成团性与各种物理性质之间的依赖关系。星系的恒星质量越大则成团性越强,这种依赖性对亮于L*的星系尤为显著。颜色较红、4000(?)跃变较大、结构较致密、表面恒星质量密度较大的星系较易于成团,这种区别在小尺度上和对低质量星系而言尤其显著。在固定的恒星质量,成团性对颜色和4000(?)跃变的依赖性可持续至很大尺度,远远超过暗物质晕的大小;对致密度和表面恒星质量密度则看不到这种大尺度上的依赖性。在小尺度上,“年轻”星系(1.11.5)则随年龄快速上升。相比之下,小尺度成团幅度和致密度之间的依赖关系对盘主导的星系(C<2.6)而言最为强烈。这表明,需要用不同的物理过程来解释环境对星系结构和星系的恒星形成历史的影响。
　　第三章研究星系的相对速度弥散(PVD)。所使用的样本和所考察的物理参量与第二章相同。星系在小尺度上的PVD随着光度增加而减小,在L*之后则转而上升,证实了Jing和B(?)rner基于2dFGRS给出的结果。颜色较红、4000(?)跃变较大、结构较致密、表面恒星质量密度较大的星系在所有尺度上和在所有光度或质量上都表现出较大的相对速度。星系PVD对最近恒星形成的依赖强于对结构的依赖,在小尺度上和对暗星系而言尤其如此。具有最红的颜色、高表面密度和中等致密度的星系有最大的PVD,表明这些星系在最强的引力场中运动。富星系团中的暗红星系是造成小尺度PVD在暗光度端增大的原因。
　　为了正确地将上述观测结果与理论模型进行比较,第四章用Kang等人和Croton等人的半解析模型星系表构建了一系列与SDSS DR4有相同选择效应的模拟样本。

目录

致谢

摘要

Abstract

目录

第一章 从大尺度结构到星系形成

1.1 引言

1.2 膨胀宇宙中的结构形成和星系形成理论

1.2.1 标准宇宙学

1.2.2 原初密度扰动和转移函数

1.2.3 线性扰动理论

1.2.4 结构的非线性演化

1.2.5 N体数值模拟

1.2.6 星系形成

1.3 星系红移巡天及其统计分析

1.3.1 现有巡天

1.3.2 选择效应

1.3.3 红移畸变

1.3.4 两点相关函数

1.3.5 相对速度弥散

1.4 本文研究内容

第二章 星系的成团性

2.1 引言

2.2 观测样本

2.2.1 NYU-VAGC

2.2.2 物理参量

2.2.3 选取样本

2.3 测量方法

2.3.1 构造随机样本

2.3.2 改正体积效应

2.3.3 改正光纤碰撞效应

2.3.4 相关函数及其误差的算法

2.4 成团性对光度的依赖

2.5 成团性对恒星质量的依赖

2.6 成团性对恒星形成历史和结构的依赖

2.6.1 星系分类

2.6.2 不同光度范围

2.6.3 不同恒星质量范围

2.6.4 固定恒星质量

2.7 小结

第三章 星系的相对速度弥散

3.1 引言

3.2 PVD对光度的依赖

3.3 PVD对g-r、D_(4000)、C和μ_ 的依赖

3.4 小结

第四章 构建SDSS的模拟样本

4.1 引言

4.2 基于半解析模型的星系表

4.3 构建SDSS DR4模拟样本

4.4 光纤碰撞效应

4.4.1 模拟光纤碰撞

4.4.2 改正光纤碰撞对相关函数的影响

第五章 半解析模型和观测的比较

5.1 引言

5.2 观测结果

5.2.1 样本

5.2.2 方法

5.2.3 结果

5.3 模型与观测的比较

5.4 PVD的双模态特性

5.5 小结

第六章 活动星系核的成团性

6.1 引言

6.2 选取样本

6.2.1 AGN样本和控制样本

6.2.2 参考样本

6.3 成团性的测量方法

6.4 观测结果

6.4.1 AGN的偏袒

6.4.2 成团性对黑洞质量和活动性的依赖

6.4.3 近邻计数

6.5 AGN的HOD模型

6.6 小结

第七章 总结

附录A SDSS简介

A.1 概述

A.2 覆盖天区

A.3 成像巡天

A.3.1 照相机

A.3.2 测光系统

A.3.3 图象处理

A.4 光谱巡天

A.4.1 选取目标源

A.4.2 光谱观测

A.4.3 光谱处理

A.5 数据释放和相关资料

附录B 相关函数、功率谱和相对速度弥散的测量数据

参考文献

发表的论文

后记