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题名	近邻星系星族性质及恒星形成区物理性质研究
作者	魏鹏
答辩日期	2020
文献子类	博士
授予单位	中国科学院大学
授予地点	北京
导师	刘祥 ; 周旭
关键词	近邻星系,星系演化,星族合成,星际介质,H ii区
学位名称	理学博士
其他题名	The Stellar Population Properties and Physical Properties of Star Formation Regions in Nearby Galaxies
学位专业	天体物理
英文摘要	星系形成与演化是现代天文学重要的研究领域，近邻星系是研究星系形成 与演化的理想天体物理实验室。恒星、气体、尘埃以及暗物质是星系的基本组 成成分。星族性质、恒星质量、气体金属丰度等是星系的重要物理参数，研究它 们的二维分布能为星系演化提供重要的观测约束。本论文利用近邻相互作用星 系对 M51-NGC5195 的多波段测光数据和恒星形成区光谱观测数据，开展星族性 质、尘埃与气相金属丰度的空间分布研究。首先，利用近邻星系 M51 及其伴星系 NGC5195 的紫外 (GALEX 和 XMM OM)、光学 (BATC 和 BASS) 和近中红外 (2MASS 和 Spitzer) 多波段图像数据，结 合演化星族合成模型，我们研究了这个相互作用系统空间解析的星族性质。我 们用观测得到的红外-紫外光度比 (IRX) 与远紫外的尘埃消光 (AFUV ) 之间的关系 来约束尘埃消光，降低参数间的简并效应。通过拟合观测和模型合成的光谱能 量分布 (SEDs)，我们获得了星族年龄、金属丰度、尘埃消光 AV 以及恒星质量面 密度的二维分布。旋涡星系 M51 中从核球延伸出来的两条巨型旋臂由年轻的且 富金属的星族构成，尘埃也聚集于此，而旋臂间的区域则是由年老的和相对更 低的金属丰度的星族组成，尘埃消光也更低。除了从 M51 延伸到 NGC5195 的旋 臂，NGC5195 的星族性质特征比较单一。整体而言，相比于 M51，NGC5195 的 星族年龄更加年老，它的核心区域尘埃较多，尘埃消光达到 1.67 mag，同时恒星 质量面密度更高。两个星系之间的近距离遭遇很可能迫使 M51 旋臂中的尘埃进 入 NGC5195 的核心。通过许多观测特征以及星族特性分析，M51 的核球是经过 长期演化形成的伪核球。星系间相互作用增强了 M51 的北旋臂上的恒星形成活 动，同时产生了可能的气体内流以及 M51 与 NGC5195 之间的物质交换。长期演 化和星系间的相互作用都可能在这一相互作用系统的演化过程中发挥重要作用。其次，利用国家天文台兴隆观测基地 2.16m 望远镜和美国 6.5m MMT 望远 镜对 M51 内的 113 个恒星形成区 (H ii) 的高空间分辨 (< 100 pc) 光谱观测数据， 结合Croxall 等 (2015) 的文献数据，我们细致的研究了这些H ii区的一系列物理 特性，包括气相尘埃、星族年龄、恒星形成率 (SFR) 面密度和气相氧丰度。通过 这些性质的空间二维分布及径向轮廓来研究 M51 的星系演化线索。M51 的气相尘埃消光呈现出微弱的径向负梯度，M51 与 NGC5195 的近距离遭遇很可能导致了 M51 中北旋臂中的尘埃消光低于南旋臂。M51 中很多H ii区的星族年龄分布在 50-500 Myr 之间，这与文献中模拟得出最近一次近距离遭遇的时间一致。恒星形成率面密度也展现出微弱的径向负梯度，这在旋涡星系中是普遍存在的。我们使用强线方法 O3N2 定标关系获得了星系不同位置H ii区的气相氧丰度，星系盘的径向梯度为 −0.08 dex Re−1，这支持了 M51 为“inside-out”的增长方式，在许多旋涡星系中比较常见。但是，我们还发现在 M51 的内部区域存在 0.26 dex Re−1的径向正梯度，可能原因包括:(1) 由于核球的恒星形成活动熄灭而导致化学增丰冻结;(2) 由于伪核球的增长和/或星系相互作用而导致气体内流进而稀释金属丰度。
语种	中文
页码	118
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/4145]
专题	研究生
作者单位	中国科学院新疆天文台
推荐引用方式 GB/T 7714	魏鹏. 近邻星系星族性质及恒星形成区物理性质研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020.

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