高红移星系尘埃消光特性的研究

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尘埃在星系的形成和演化起着重要的作用。尘埃不仅在星系演化的物理过程(气体冷却、分子形成等)中起着重要的作用,而且影响着星系的观测性质,使得星系在紫外-光学波段变红变暗,而被加热后在中远红外又发出辐射。对尘埃消光定律的理解不仅影响着对星系内禀星族特性的理解,也有助于对尘埃性质的理解。本文重点讨论尘埃消光定律随着红移的演化趋势,并讨论一些尘埃含量随着红移的演化趋势,以及尘埃消光在星系内部的分布特点。  我们利用3D-HST团队公开释放的5个深场(AEGIS、COSMOS、GOODS-N、GOODS-S、UDS)的源的测光数据以及红移、质量等数据,并结合Vander Wel等人利用GALFIT拟合得到的结构参数,比较了在不同红移和质量区间内延展的恒星形成盘星系中面向子样本和侧向子样本的颜色和光度中值的差异。基于样本的完备性,我们认为这些差异是消光不同引起的,并利用这些差异确定了每一个红移质量区间静止光学波段的消光曲线。我们发现随着红移升高,消光曲线系统性地变得平坦,这可能与尘埃颗粒大小分布的演化有关,即随着红移升高,大颗粒尘埃所占的比例提高。同时,结合恒星形成盘星系几何结构的演化,我们认为,小质量恒星形成盘星系其消光水平随红移演化不大,而大质量恒星形成盘星系消光水平随着红移的升高而增加,与前人根据红外超得到的研究结果相一致,并与金属增丰的降序模式相一致。  我们还利用3D-HST团队释放的PSF匹配的图像数据,探索了红移1.0<z<1.4的恒星形成星系其静止波段紫外与光学颜色的分布情况,发现静止波段紫外颜色与光学颜色的分布呈现反相关。这意味着,光学颜色蓝的团块由于恒星形成活动更强,也更富集气体和尘埃,具有更强的消光,紫外颜色更红,也意味着在空间分解的尺度上,紫外颜色可以较好示踪消光。另外,我们还发现一些恒星形成星系,其中心F160W面亮度反而比周围低,光学颜色偏蓝,紫外颜色偏红,这些很可能是正在进行主并合并激发中心星暴的星系,其中心恒星形成活动较强,也更富集气体和尘埃,具有更强的消光。
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