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半个世纪前,天文学家已经发现近邻早型星系的颜色和绝对星等之间存在相关性(Color-Magnitude Relation,简称CM关系),表现为越亮的早型星系越偏红。如何解释CM关系?CM关系随红移如何演化?这是星系形成和演化研究领域中的重要问题,直接涉及到早型星系中的恒星形成和化学演化历史。本文利用SWIRE巡天(The Spitzer Wide-area InfraRed Extragalactic survey)的高红移星系样本,分别对星系团和场中的早型星系的CM关系进行研究。
由于SWIRE巡天采用了先进的测光红移技术,利用正常星系的光谱模板拟合河外天体的谱能量分布(SED:Spectral eIaergy distribution),从而发现了大量的高红移星系。本论文对SWlRE巡天中被5个光学波段(U,g,r,I,z)和2个红外波段(3.6μm和4.5μm)覆盖的三个天区(EN1,EN2,VVDS)内的早型星系进行了研究。根据星系的位置和测光红移信息,我们从中挑选出了76个红移在0.1到0.8的星系团,并对其内部早型星系的CM关系进行了研究。研究表明,星系团内早型星系的CM关系的斜率不随红移变化,但是它们的颜色在z=0.4附近存在突变:当z<0.4时,星系团内早型星系的颜色(U-g)的均值为0.5,而当z>0.4时,团内早型星系的颜色(U-g)的均值变为0.15。我们认为,近邻的富星系团在z=0.4处经历过一个剧烈的动力学演化时期,早型星系数目增加的同时颜色整体变红。
为了研究引力环境对早型星系CM关系的影响,我们还对同天区场星系中的早型星系进行了CM关系研究。我们发现,与星系团内的早型星系比较,CM关系在z=0.4-0.7处的斜率也有所不同,表明高红移处的环境因素对早型星系的CM关系还是有一定的影响的。我们同样得到了场内早型星系的颜色(U-g)也有较平缓的颜色变化。另外,我们发现近邻(z<0.4)星系团中的早型星系颜色和场中早型星系颜色一致。