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ALFALFA 星系的 H α 成像巡视

ALFALFA 星系的 H α 成像巡视. 吴宏 、朱轶楠、 周志民、林敏仪 2012 年 8 月 14 日 明 安图. 星系中的恒星形成： 紫外、 H α 、中红外、远红外、 CO 、 HCN 、射电等 由于近些年大量红外空间设备 ISO 、 Spitzer 、 AKARI 、 WISE 、 Herschel 等 由此我们获得了大量关于近邻、中远红移星系中恒星形成率、尘埃分布等基本信息 建立很好的红外光度与恒星形成率（ H α ）的关系 比如： Spitzer 8 微米 PAH 发射 与 H α 关系

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ALFALFA 星系的 H α 成像巡视

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Presentation Transcript

  1. ALFALFA星系的Hα成像巡视 吴宏、朱轶楠、周志民、林敏仪 2012年8月14日 明安图

  2. 星系中的恒星形成： 紫外、Hα、中红外、远红外、CO、HCN、射电等 由于近些年大量红外空间设备 ISO、Spitzer、AKARI、WISE、Herschel等 由此我们获得了大量关于近邻、中远红移星系中恒星形成率、尘埃分布等基本信息 建立很好的红外光度与恒星形成率（Hα）的关系 比如：Spitzer 8微米PAH发射与 Hα关系 Spitzer24微米热尘埃发射与 Hα关系 等等 表明了红外尘埃发射与恒星形成很好的相关性

  3. Ha光度与中红外光度关系（Zhu et al. 2008） dwarfs

  4. 但是我们对星系恒星形成的过程并不完全了解，但是我们对星系恒星形成的过程并不完全了解， 星系中的恒星是在什么样的条件下形成？ 首先：原料：HI 要足够！ 必要条件！ 但不是 充分条件！ 观测到的富HI星系的低恒星形成率星系存在 什么影响HI气体转化成恒星形成？ 及恒星形成的效率 SFR/M（HI）是由什么决定？ 环境？星系质量？金属丰度？。。。 需要大样本HI观测的星系进行研究。FAST？

  5. Arecibo Legacy Fast ALFA survey (ALFALFA) 7 pixel radio camera Extragalatic spectral line survey The largest single-aperture telescope (305m) Arecibo L-band Feed Array (ALFA) http://egg.astro.cornell.edu/alfalfa

  6. ALFALFA survey • To cover 7000 sq deg of high galactic latitude sky • 1345-1435 MHz (-2000 to +17,500 km/s for HI line) • 5 km/s resolution • 2-pass drift mode (total int. time per beam ~ 40 s) • ~2.3 mJy rms (per spectral pixel) • MHI~105 Min LG, ~107 M at Virgo • 4400 hrs of telescope time, 5+ years • Started Feb’05, 97% complete (779 runs) as of May’12 • ALFALFA 40% catalog: 15000+ detections covering a cosmologically significant volume at z~0 (Haynes+ 2011)

  7. Survey strategy fall sky spring sky fall sky Galactic plane ALFA beam size: 3.3’x3.8’ “Almost” fixed azimuth drift mode First pass beams spaced by 14.6’ 2nd pass offset from the 1st to give 1.05’ sampling Highly efficient: 99% “open shutter” time

  8. ALFALFA巡天 为了研究星系的恒星形成， 需要HI星系样本 Arecibo的中性氢（HI）的宽场巡天工作， 覆盖SDSS巡天的7000平方度范围 预计得到近20000个近邻星系的观测 星系红移范围小于0.06 其释放的40%的 α40 表(Martin et al. 2010)

  9. 星系的恒星质量的确定 我们建立了用Spitzer的IRAC3.6、4.5微米计算关系 优点：受星系内部消光影响小。 CfA的王仲博士在两年内计划 α40 表中2600平方度的所有4588个ALFALFA星系 Spitzer中红外波段3.6/4.5微米的观测 获取这些星系的恒星质量

  10. 红外光度与星系恒星质量关系（Zhu et al. 2008）

  11. 天区1： RA ： 22h to 3h Dec：24d to 32d 天区2： RA：7h30m to 16h30m DEC：4d to 16d 天区3： RA：7h30m to 16h30m DEC：24d to 28d

  12. 观测天区

  13. 星系的恒星形成率 Hα在波段是最有效获取星系恒星形成率的方式， 目前各种Hα样本观测极不完备，选择效应很大， 完全没有相应针对性的Hα巡天观测结果。

  14. 计划 利用国内光学设备 兴隆2.16米望远镜BFOSC 丽江2.4米望远镜YFOSC 的系列Hα滤光片（红移小于0.07） 完成大约其中500-1000平方度的全部 约1000至2000个ALFALFA星系的Hα成像观测 计划3-5年观测完成

  15. NGC 5394/5

  16. 构建一个区域完备的中性氢星系样本 可以得到星系的一些基本参数： 星系中性氢质量（Arecibo） 星系的恒星质量（Spitzer、WISE） 星系的恒星形成率（Hα） 星系的形态（SDSS成像） 星系的尘埃质量与消光（Spitzer、WISE）

  17. 期望得到的科学目标： 1)近邻、低红移宇宙恒星形成率密度； 2)星系的环境研究; 3)探索恒星形成中的反馈机制; 4)研究星系的恒星形成效率; 5) 研究星系的气尘比 以此，对于星系中的恒星形成规律，有进一步的认识。 更重要一点：这是FAST项目中河外星系中性氢巡天的预研工作，对于FAST将来的河外天体物理课题发展方向提供依据。

  18. ALFALFA星系样本的先期观测

  19. 低面亮度矮星系KKR17

  20. KKR17的基本性质 • RA：15h11m10.2s • DEC：+11d01m56s • z=0.0277, 对应退行速度为8283km/s • M(HI) = 109.64 Msun • 观测时间：2012/06/15~17 • 观测时seeing~2" • 窄带和光谱的曝光时间：1h

  21. KKR17的多波段观测

  22. KKR17性质2： • SDSS 5波段测光结果： • 18.21 17.35 17.01 17.45 17.01 • B波段绝对星等：-17.73 属于矮星系 • µ(B) = 24.18 magsec-2 属于低面亮度星系

  23. KKR17的光谱(1)

  24. KKR17的光谱(2)

  25. KKR17的消光性质 • KKR17的[NII]发射很弱且几乎淹没在噪声中，推算其金属丰度较低，同时从孔径1得到的巴尔末减缩为 • S(Ha)/S(Hb) = 2.58 < 2.87，估计其消光也很小。

  26. 如何利用SCUSS研究ALFALFA星系 • ALFALFA秋季天区+SCUSS fall sky spring sky fall sky

  27. 谢 谢！

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