星系光谱巡天与星系物理

1. 星系光谱巡天与星系物理 王挺贵 中国科学技术大学天体物理中心

2. 暗晕并合 气体吸积、辐射冷却 恒星形成、SN/AGN反馈 化学增丰 星族、尘埃吸收、核活动 原初功率谱 inflation CMB 测量 相对清楚 不很清楚 观测量

3. 气体在暗晕中下落(吸积), 但对气体处理相对不确定 更不清楚: SFR; 气体怎么到核心; 核怎么活动; SF和核活动的反馈 观测上对其中的一些物理过程进行限制?

4. 现有宇宙恒星演化的大图象 积分 SFR corrected from measured UVdensity Bunker et al. 2004 Giavalisco et al 2003 (GOODS) <SFR>从z~0到z~1.2上升5-7 x 1.5<z<5 <SFR> 近似常数 (~2) ULIRGs 从z=3到现在变化>100 x

5. SFR ~ e-t/7Gyr since z~4-5 恒星质量 一半的恒星在z<1.4形成 一半在 2>z>1 10%早于 z~3 L/M在z~3是现在的十倍 Rudnick et al. 2003

6. 从局部的星族看SFH 与前面的结论一致(Lu et al. 2005)

7. 不同方法差3倍，但是各种修正因子十倍. 但是：哪些过程引起恒星形成率的演化? 细致研究与 星系物理参数 星系环境 运动学特征

8. 星系形成和演化的二类图象 hierarchical scenario secular evolution Hybrid scenario (Kormendy &Kennicutt 2004)

9. 二类过程与观测量的关系 星系的恒星质量函数：并合和气体吸积都会改变, 且与环境相关. 星系形态: 并合(所有的星系类型)和吸积(盘星系） 运动学: 形成的核球在形态和运动学上不同 化学演化: 吸积并合外流

10. 富气体的星系并合 spiral 星系的形成(形态难分） Robertson et al. 2005

11. 测量恒星形成历史, 不同红移、不同质量的星系的SFR (但小SFR测量困难, 不只是暗星系） 现在星系的星族成分研究 需要年龄和金属丰度测量较好精度

12. Baldry et al. 2003 • SDSS colours show two distinct populations • Red population may be the result of major mergers at high redshift, followed by passive evolution

13. 二种图象下的SFR merger Secular evolution (Nagamine et al 04 )

14. 大质量星系的恒星形成早已结束，小质量还在形成大质量星系的恒星形成早已结束，小质量还在形成 Heavens et al 04, Jimenez et al 04

15. 局部宇宙的星系的参数分布与此一致 Lu et al. 05

16. SFR 与星系环境的关系 老的关系 • 形态与密度的关系:早型星系比例高密度区高 • Butcher-Oemler 效应: 早型蓝星系比例随宇宙年龄增大变小 • 新结果 (Hogg et al., Blanton et al., Balogh et al., Kauffmann et al.): • 结构性质与环境参数弱相关 • 光谱/颜色性质强依赖于环境

17. Balogh et al. 2004

18. 年龄、相对恒星形成率与密度关系 increasing N increasing N Kauffmann et al. 2004

19. 从星系光谱提取的物理参数 星族成分或者恒星形成历史 方法: 传统方法, 吸收线指数方法, 恒星光谱分析方法的延伸 线指数与星族比较 星族的年龄和金属丰度(简并）. 在星系中直接应用的困难：发射线的影响 我们经验的星光模型， 从星光模型中测量吸收线的指数。

20. Construction of galaxy templates via PCA Li C.et al., 2005 Stelib+2MASS Le Borgne et al PCA Modeling SDSS Spectra of all galaxies 24 Stellar Eigen spectra Convolution fitting fitting Star-light spectra of galaxies with zero velocity dispersion PCA Eigen spectra of galaxies (9)

21. 最常用的指数 D4000 4000A break, age H 年青恒星 FeI 金属丰度 MgI 基于和单一星族的比较 简并问题：红化、年龄、金属丰度 多种星族成分

22. 星族合成方法 构造简单星族(SSP):单一年龄、金属丰度 IMF 恒星演化模型 HR 图分布 大气模型 SSP的光谱 问题：统计涨落（小系统） 演化晚期模型不确定性 大气计算不确定观测光谱（丰度范围） 常用：Bruzual & Charlote 2003 Starburst99

23. 在星系中应用： 直接拟合， 挑出一些SSP， 线性组合 MPA/JHU 小组： 30 SSP Fernandes et al. 2005 我们发展方法基于ICA 压缩到6ICs 内红化 星族的年龄 金属丰度 恒星的速度弥散 整体误差主要通过Monte-Carlo模拟给出

24. Construction of galaxy templates via ICA Lu HL, Zhou HY, Wang TG, Dong XB, Wang JX, AJ, Submitted SSPs(BC03) ICA 6 SSP Eigen spectra Convolution & fitting Inversion Modeling SDSS Spectra of all galaxies Stellar populations

25. 需要改善的地方 单个源误差（简并解的集合和最可机分布） 不均匀红化问题 与其他方法的细致比较 高分辨率问题

26. 运动学信息 吸收线： 恒星； 发射线： HII 区 模板， 星系或者恒星 测量方法： 付立叶变换: 问题噪声、误差 直接拟合办法：关于线轮廓的假设 不确定性：模板匹配，低信噪比数据 从ICA或者PCA出发可以克服问题 问题：不同星族成分不同？非高斯轮廓 HII区总体：宽度<恒星速度弥散（disk?)

27. 平均红化和恒星形成率 SFR： 星光连续谱和发射线光度 相关，红化改正后相当好 气体相的金属丰度与恒星的金属丰度 相关

28. 黑洞与星系的共同演化 Gebhardt et al. 2001

29. BH-bulge relation does not distinguish a pseudo-bulge or a spheroid in today’s universe Sari et al. 2003

30. Kauffmann et al. 2003

31. 关系不变还是随红移变化？适用于QSO？小质量黑洞？关系不变还是随红移变化？适用于QSO？小质量黑洞？ 细致比较核球恒星质量与黑洞质量增长, 核球的SFH与类星体的AGN函数比较 • 核活动与恒星形成之间有没有时间延迟？ Heckman et al. 2004

32. 与星系演化模型相关的二类活动星系核的演化模式：与星系演化模型相关的二类活动星系核的演化模式： major merger --- QSO secular evolution --- Seyfert recurrent starbusrt + nuclear activity 统计检验?

33. QSO的反馈作用

34. 二种不同机制形成的核球与黑洞质量关系相同, 巧合或者相同的调节机制起作用? 光谱巡天能对这问题提供更好的理解? 核活动与核内恒星形成的关系, 定量统计关系, 低光度活动星系核 • 高光度活动星系核并合触发吸积双活动星系核应该很普遍，光谱特征是什么， 怎么找？

35. LAMOST科学目标： 深与高分辨率、高信噪比的关系 确定的参数精度与分辨率关系(可以做） 需要年龄、内红化定出到什么精度与星系形成理论比较(如星系的光度函数） 化学演化理论气体丰度与恒星丰度精度要求， 小质量星系的运动学信息有多重要？ 偏离高斯速度场信息多有用：disk+bulge

36. 局部矮星系中的恒星形成历史研究和动力学 核活动与星系演化关系：矮I型活动星系 要求信噪比高 局部宇宙中星系并合与核活动的关系 亮的蓝星系(非颜色选):photo-z, 选择 非被动演化的大星系

37. 核光度和星系光度相同是吸积率与星族年龄关系核光度和星系光度相同是吸积率与星族年龄关系 低质量黑洞年轻一段星系易观测到

38. 谢谢！