基于积分视场光谱的IRX-β关系研究

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研究发现星暴星系的红外与紫外光度比(IRX=LIR/LUV)和紫外光谱斜率(β)之间有紧密的相关性,然而正常恒星形成星系在IRX-β图上的分布偏离星暴星系的IRX-β关系,且有着很大的弥散。导致正常恒星形成星系在IRX-β图上分布弥散的主要物理原因现在仍存在很多争议。  相对于整个星系,星系中单个恒星形成区在结构形态、恒星形成、尘埃分布等方面都更为简单,它们的测光和光谱性质也比较容易准确地获得。本论文选取了近邻星系NGC628中的恒星形成区作为分析样本,结合积分视场光谱和多波段测光图像数据,研究了NGC628中多个恒星形成区在IRX-β图上的分布,分析了它们分布弥散可能的物理起因。其中光谱数据来自积分视场光谱巡天PINGS,紫外、红外图像分别来自GALEX和Spitzer。积分视场光谱的使用能够将此类研究拓展到一个更高的准确度,特别是可以有效解除使用多色测光数据时的年龄、金属丰度和尘埃消光的简并效应。利用测光数据和光谱模型拟合方法我们可以得到Hii区中恒星和气体的一些物理性质,这些参数包括Dn(4000)指数、星族年龄、Hα发射线等值宽度EW(Hα)、恒星形成率(SFR)、氧丰度和Hα/Hβ线比。  研究发现Dn(4000)、星族年龄和恒星形成率与表示偏离星暴星系IRX-β关系程度的参数dp有一定的相关性,特别是与恒星诞生率参数有关系的Hα发射线等值宽度EW(Hα)和dp之间所呈现出的相关趋势更明显。研究表明星族的年龄和恒星形成活动是影响Hii区IRX-β关系偏离和弥散的主要因素。在同样的红外紫外光度比或者是相同的尘埃消光情况下,越年轻、恒星形成活动越剧烈,Hii的光谱紫外颜色就越蓝。另外,论文还研究金属丰度和Hα/Hβ线比(常用于计算星系的尘埃消光)与dp的关系,结果发现它们的相关性很弱,表明金属丰度的差异,尘埃消光的不同不是导致恒星形成区在IRX-β关系的主要原因。  通过以上分析,我们的主要结论是星系(恒星形成区)的恒星形成历史差异是导致星系(恒星形成区)在IRX-β图上分布弥散的主要原因。同时,我们也发现,表征恒星诞生率参数的Hα发射线等值宽度EW(Hα)虽然和dp有着很好的相关性,但是,该相关性也有一定的弥散。造成这种弥散可能有多种因素。如尽管我们选择尘埃类型和几何分布相对来说更简单的Hii区作为分析对象,但是年老恒星对红外光度的贡献仍不可忽视。年老的星族和较大的尘埃衰减都会使紫外光谱颜色变红,这使得分析靠近星系中心区域的Hii区时需要更加谨慎。为了更准确评估尘埃的因素对IRX-β关系的影响,寻找可靠的办法消除年老恒星的贡献仍然有待研究。
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