近十多年来对星系的研究突飞猛进,一方面数值模拟使人们对星系的形成和演化获得了前所未有的认识,另一方面,在观测上,人们已经知道宇宙恒星形成率密度在z～2-3期间达到峰值。毫无疑问,星系在这个红移区间经历着最为剧烈的恒星形成和最为复杂的动力学演化。　　 高空间分辨率望远镜对z～2的高红移星进行了Hα的观测,人们发现它们正在经历剧烈的恒星形成和动力学演化。考虑恒星形成导致的反馈对气体盘动力学演化的影响,包括恒星形成过程中气体的消耗和超新星爆发产生的湍流转移气体角动量两方面,我们用一套方程来描述气体盘的结构演化。对于线性的KS定律,我们可以给出方程在不同初始条件下的解析解。不同于经典气体环的扩散行为,在考虑恒星形成的反馈后,对应不同的粘滞参量会有不同行为的解。对于低粘滞情况,环缓慢的扩散而恒星形成主要发生在初始位置。对于高粘滞情况,环在开始阶段快速扩散,并转移到较低粘滞的区域,然后在接下来的阶段里气体开始堆积最后快速的被消耗掉。　　 在演化方程中应用经验的非线性KS定律估计恒星形成率和气体的关系,我们给出了气体演化方程的数值解。在给定了初始质量函数(IMF)的情况下我们基于盘的动力学结构用GALAXEV来计算恒星的光谱作为电离气体的光源。为了将现有的模型和观测到的图像和结构进行比较,我们用CLOUDY来计算产生的线强比,包括Hα,Hβ,[OⅢ]和[NⅡ],也计算了由盘上形成的大质量恒星作为入射的电离光源来电离气体所产生的Hα的面亮度。我们的模型可以给出这些恒星形成星系(star forming galaxy)的主要辐射特征。我们从SIN的样本中选择了两个星系BX389和IBX482,分别对应于核球主导和盘主导的星系,将模型应用到这两个星系中,发现两个连续的各自独立演化的气体环模型可以再现出上述它们的主要结构和辐射特征,如在BPT图上的位置,线强比和Hα光度的关系,也可以解释湍流速度和Haα光度的关系。　　 在研究星系的结构和演化中,黑洞和星系的共同演化是一个核心问题。这不仅是因为黑洞的活动对星系具有反馈作用(抑制恒星形成),而且恒星形成的反馈也在星系的演化中起着关键的作用。所以在给出了星系中气体盘演化的模型后,我们首先研究了类星体间歇式活动的统计描述,假设黑洞通过吸积气体来获得质量,我们发展了一套简洁公式将间歇式参量(duty cycle)用质量增长来描述,它使得人们可以得到高达z～6黑洞的duty cycle。我们发现dutycycle在z<2时和宇宙恒星形成率历史的演化趋势一致,而在z>2,却与之相反。这暗示着黑洞活动的反馈在z～2以上起着重要的作用。为了研究黑洞活动对星系的反馈,我们探讨了恒星形成率和黑洞活动性的关系。在估计了近邻的57个Seyfert星系中核周区的气体面密度和恒星形成面密度值后,把这两个量的关系与熟知的Kennicutt-Schmidt(KS)定律相比,我们发现在大多数的核周区恒星形成被显著抑制了,显然这是因黑洞活动的反馈所致。　　 基于间歇式参量与黑洞质量增长的统计关系,我们建立了一个由类星体的光度密度、黑洞质量密度、duty cycle和辐射效率来描述黑洞与星系共同演化的统计方程即n方程。应用于巡天观测数据我们发现n有强烈的宇宙学演化。考虑到辐射效率与黑洞自转角动量的关系,这个演化趋势的唯一解释是黑洞的间歇式的随机吸积使其自旋随宇宙时间下降。有趣的是,如果小并合驱动了类星体的间歇式随机吸积,我们发现在这样的假设下得到的类星体光度函数与观测一致。这表明间歇式的随机吸积可能和星系之间的小并合有关。　　 从约104个Ⅱ型SDSS AGN中,我们发现中心黑洞的Eddington比率(λ)和星系的比恒星形成率之间有很强的非线性相关入λαSSFR1.5,它体现了星暴本身对触发AGN的潜在作用。我们认为星暴中的超新星爆发驱动的湍流粘滞可以转移气体的角动量,使气体向星系中心下落,这就自然的把恒星形成和黑洞的吸积联系在一起。为了进一步探讨超大质量黑洞吸积的气体供应机制,我们发展了一套描述AGN中心恒星形成盘和黑洞吸积盘结构的方程,发现超新星爆发驱动的湍流粘滞可以在～pc尺度上很有效的转移气体的角动量,恒星形成盘可以给超大质量黑洞的Shakura-Sunyaev盘以0.05-0.2倍的Eddington吸积率供给气体。　　 我们的星系演化模型为未来更深入的研究星系和黑洞的共同演化奠定了基础。