早型旋涡星系M81(NGC 3031)的形态学解构研究

利用星系解构软件GALFIT通过面亮度轮廓拟合对近邻早型旋涡星系M81 (NGC 3031)进行形态学解构,旨在探究M81星系的结构组成并对其进行形态学量化.通过6种解构模式,对M81进行了不同复杂程度的结构分解,其中最复杂的解构模式包含核球、盘、外旋臂、内旋臂、星系核5个子结构.研究结果显示, M81有一个Sérsic指数约为5.0的经典核球,其形态和光度在不同解构模式中均保持稳定;M81星系盘的Sérsic指数约为1.2,但它的形态参数和光度与是否分解内旋臂相关.不同子结构的组合对作为混合体的星系整体的形态有不可忽视的影响.星系解构的结果提供了不同解构模式适用性的建议:其中核球+盘+星系核的三成分解构适用于大样本星系的核-盘研究;而考虑旋臂的复杂解构则适合于对星系子结构的精确测量,如小样本(或个源)研究.基于Spitzer-The Infrared Array Camera (IRAC) 4.5μm的单波段图像的形态学解构研究是后续一系列研究的开始,在此基础上未来将会对M81进行多波段解构,同时研究不同子结构的光谱能量分布和星族性质,并推断M81各子结构的形成历史和演化过程.

早型旋涡星系M81(NGC 3031)光谱能量分布的空间解析研究

文章利用光谱能量分布(Spectral Energy Distribution,SED)拟合对近邻早型旋涡星系M81(NGC 3031)的整体和局部区域进行从远紫外到远红外光谱的建模,旨在探究M81星系中的星族和尘埃性质以及它们的空间分布。研究中,收集了来自包括GALEX、Swift、SDSS、2MASS、WISE、Spitzer和Herschel的空间及地面望远镜/巡天获得的一共27个波段的图像数据,并且将所有数据统一成相同的分辨率。通过对M81整体和每个像素进行SED拟合,得到了M81中的星族和尘埃等物理参数及其空间分布。发现M81是一个整体年龄约为9.5 Gyr(十亿年),恒星总质量约为3.54×10^(11) M☉(太阳质量),整体恒星形成率约为0.29 M⊙/yr,光度约4.26×10^(11) L⊙(太阳光度),以年老恒星为主的星系。M81的内部区域(主要由核球主导),包含了星系中最年老星族,其年龄大约为10 Gyr,恒星形成率低,尘埃消光小;外部区域(盘主导)年龄约为1 Gyr,年轻和年老恒星共存;星系中最年轻的恒星为400 Myr(百万年),主要分布在外旋臂中,这里恒星形成率高,尘埃消光严重。这些物理参数的空间分布图为分析M81的形成和演化历史提供了线索,认为M81的核球在宇宙的早期就已经通过碰撞形成,随后吸积伴星的气体产生盘结构,而旋臂结构是由于伴星的引力势能对盘的扰动而产生的最年轻的子结构。通过对SED的分析还发现,M81的年老恒星辐射也会加热尘埃,这将给利用远红外辐射估计恒星形成率带来误差。在后续的研究中,将对M81进行形态学解构,从而研究不同子结构中的星族和尘埃性质及其空间分布。

河外星系NGC 0925中氢二二区的光谱观测研究

氢二区是星系中恒星形成的场所,最显著的观测特征是光谱中的一系列发射线,光谱观测和分析是研究氢二区性质的主要途径。文章呈现的是利用国家天文台2.16 m望远镜对河外星系NGC 0925中的一个氢二区进行光谱观测、数据处理和测量以及分析的工作。基于观测到的光谱发射线,采用“巴尔默减幅”法得到星系内消光并作消光改正;利用Hα发射线的光度得到恒星形成率;利用强发射线方法得到氧元素丰度。结果显示,该氢二区的尘埃消光严重(V波段的尘埃消光A(V)=0.641 mag)、恒星形成活动性强(恒星形成率面密度∑_(SFR)=0.104 M⊙/yr/kpc^(2))、金属元素丰度高(氧元素丰度12+log(O/H)=8.337 dex)。

近邻星系恒星形成区光谱观测研究

近年来随着国际8—10iTI口径望远镜数目的不断增加，41TI及以下口径望远镜已成为中小型望远镜．如何利用中、小口径望远镜做出有影响的科学成果，须做到“有所为，有所不为”．为此，自2013年开始针对国家天文台2．16m望远镜推出了重点课题支持计划．介绍的“近邻星系恒星形成区光谱观测研究”为2．16rfl望远镜支持的3个重点课题之一．它将利用2．16m望远镜3yr、每年30个暗夜或灰夜的观测时间，开展20个近邻、大星系中多个恒星形成区、平行星系主轴方向和垂直主轴方向的光谱观测，获得一个有显示度的、科学意义重要的近邻星系恒星形成区和径向分布的光谱样本．同时该课题还利用6．5m多镜面望远镜（MMT）的观测时间，开展近邻、特大星系的恒星形成区的光谱观测．利用2．16m望远镜和MMT望远镜观测得到的星系不同区域的光谱数据，结合已有的紫外、光学、红外波段宽带滤光片数据和BATCfBeijing-Arizona-Taiwan．Connecticut）15个中带滤光片数据，可开展星系尘埃消光、恒星形成率、金属丰度和星族特性二维分布等方面的研究；开展星系二维特性和星系形态、星系环境关系的研究．将介绍这个重点课题的科学意义、星系样本的选取、光谱观测策略和星系NGC2403的光谱观测和初步研究结果．

水脉泽寄主星系的Spitzer中红外特性研究

截至目前,在已搜寻过的5000多个星系中,只在180多个星系中探测到水脉泽辐射,这种脉泽的绝大多数与活动星系核(AGN)辐射相关.文章利用先进的红外卫星Spitzer对水脉泽星系样本多个波段的观测资料(3.6μm、4.5μm、5.8μm、8.0μm和24.0μm),计算得到该样本的红外辐射光度、谱指数等物理参量.通过统计对比分析水脉泽寄主星系和非水脉泽寄主星系在各个波段的辐射光度和谱指数、中红外能谱分布,结果显示:①水脉泽星系有较大的中红外光度,尤其在长波24μm波段更为明显;②水脉泽和非水脉泽星系的谱指数与能谱分布没有明显区别;③水脉泽光度与其寄主星系的中红外光度统计显示没有明显的相关性.研究结果为将来水脉泽的搜寻工作提供可能的选源指导.