星系的恒星形成性质及其环境效应

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星系的恒星形成性质的研究是目前河外天体物理学的热门研究领域。通过研究星系的恒星形成性质及其随环境变化的规律,有助于我们了解星系的形成和演化。基于越来越先进的观测技术,测量星系中的恒星形成率的精度也越来越高,尤其是近年来大规模的Sloan巡天(the Sloan Digital Sky Survey,简称SDSS)使得星系的样本不断的扩大,从而使得星系的恒星形成性质方面的研究也取得了很大的进展。星系团Abell2199正好被SDSS巡天覆盖。在文中,我们对该星系团的290个成员星系的恒星形成性质进行了研究,利用SDSS提供的图像、光谱和测光数据,我们在对这些成员星系进行形态分类的基础上,研究这些星系的恒星形成率及其与形态和相关物理特性之间的关系。该星系团中星系的特征恒星形成率与Hα等值宽度、星系光谱在4000(?)处的跃变程度以及星系所包含的恒星质量之间有较强的相关性。这些星系的恒星形成活动没有表现出明显的环境效应,表明该星系团仍处在剧烈的动力学演化阶段,远没有达到动力学平衡。为了研究星系的恒星形成性质在高密度和低密度环境中的差异,我们根据Kauffmann等提供的数据,选出了处于致密环境中的团星系成员和低密度环境中的场星系成员进行研究。通过对场星系和团星系的物理特性的比较,研究了处在不同引力环境中星系的恒星形成性质。研究表明,聚度高的星系主要居于星系团中,而大部分低质量星系是场星系。发现星系的特征恒星形成率与恒星质量和金属丰度之间存在着显著的相关性。另外,团星系和场星系在红移小于0.1的范围内仍表现出了明显的宇宙学演化效应。为了明确星系的恒星形成活动随环境密度的变化趋势,我们还研究了星系的恒星形成活动和化学演化随着环境密度的变化情况。我们用星系周围1h-1 Mpc范围内邻近星系的数目N来描述星系的局域密度环境。我们发现,星系的特征恒星形成率随着密度的增加有逐渐减少的趋势,而且在不同的环境密度下星系的化学增丰过程表现出不同的规律:在低密度环境(N<10)下,星系的金属丰度-恒星质量关系的斜率大体上随局域密度的增加而呈单调下降的趋势,表明随着星系所处环境数密度的增加,化学增丰进程逐渐减缓;而在高密度环境(N>10)下,该斜率随局域密度的变化呈现出不确定性。另外,星系的金属丰度-恒星质量关系的相关系数在不同环境密度下也表现出不同的变化规律:在低密度环境(N<10)下,星系的金属丰度-恒星质量关系的相关系数的变化不大,但有随局域密度的增加而下降的趋势;而在高密度环境(N>10)下,该相关系数的变化幅度增加,且变化也表现出不确定性。上述研究表明,星系的化学增丰过程在低密度环境(N<10)中表现出渐变的特征,而在高密度环境(如星系团)中表现出较大的不确定性,说明在星系团环境中,有许多的物理过程影响了星系的化学演化进程。
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