【摘 要】
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星系形成和演化是星系天文学研究的重要领域。星系形成和演化过程中,星系的形态结构、恒星质量、金属丰度和气体含量等物理量都随着相关物理过程而改变。近邻星系拥有的多波段观测数据,能为我们研究这些物理量之间的关系提供良好的数据基础。本文通过研究近邻宇宙中的一些与星系形成演化活动相关的物理量之间标度关系,进一步研究星系的形成和演化。论文第二章研究了从SDSS DR8中选择的1,479个红移z(?)0.33的
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星系形成和演化是星系天文学研究的重要领域。星系形成和演化过程中,星系的形态结构、恒星质量、金属丰度和气体含量等物理量都随着相关物理过程而改变。近邻星系拥有的多波段观测数据,能为我们研究这些物理量之间的关系提供良好的数据基础。本文通过研究近邻宇宙中的一些与星系形成演化活动相关的物理量之间标度关系,进一步研究星系的形成和演化。论文第二章研究了从SDSS DR8中选择的1,479个红移z(?)0.33的星暴后星系的星系大小-恒星质量关系。通过构建恒星形成星系和宁静星系的控制样本,我们发现恒星质量109 M⊙<M*<1012 M⊙的星暴后星系的星系大小小于或接近宁静星系的大小,且远小于恒星形成星系的大小。星暴后星系和宁静星系的大小差异在低质量端时变得更明显。我们认为这些近邻星暴后星系的形成机制与高红移处类似,主要经历了快速演化途径,即与短暂的星暴事件之后的快速熄灭过程有关。同时我们发现,恒星质量M*(?)1010 M⊙的星暴后星系具有更高的成团性。星系群中的星暴后星系在星系大小上略大,更像盘状。这些结果同时说明了近邻的星暴后星系具有多种演化途径。论文第三章利用ALFALFA巡天的中性氢数据,结合星系核球和盘分解数据,研究了星系的气体恒星质量比(fHI=MHI/M*)与星系核球和盘成分的特征参量之间的标度关系。我们发现在固定恒星质量处,盘的颜色与fHI相关,但核球颜色与fHI没有明显相关性。同时核球是否为伪核球、星系是否存在棒以及星系是否处于相互作用阶段均不改变核球颜色和fHI的弱相关性。同时在固定恒星质量处,核球颜色与盘颜色也没有明显相关性。这些结果说明核球和盘星族成分和形成机制上存在显着差异,中性氢气体与盘的形成密切相关,但不一定能有效地促进星系核球形成。此外,我们也没有发现星系盘中的恒星形成被核球熄灭的证据。论文第四章分析了来自SDSS-Ⅳ MaNGA巡天和有后续HI观测的789个(其中596个HI探测)盘状恒星形成星系样本,研究了恒星质量-金属丰度关系(MZR)以及恒星形成率和中性氢气体质量对MZR的影响。我们证实了在固定恒星质量处,HI气体质量和金属丰度之间存在负相关,而恒星形成率和金属丰度的负相关则相对较弱。通过引入估算星系内区HI气体质量的方法,我们进一步发现当将整体HI气体质量替换为内区HI气体质量后,这一负相关性会显着增强。同时这些负相关性在星系外围区域显著强于星系的中心区域。这些结果支持恒星质量-金属丰度关系中的弥散主要受气体吸积影响,并说明了采用内区而不是整体的HI气体在研究星系演化过程中重要性。通过以上系列工作,本博士论文利用不同波段数据研究了不同类型星系的一些标度关系,并分析这些标度关系的物理起因和弥散原因,研究结果进一步加深了我们对星系形成演化的认识。未来,我们将通过结合WALLABY和FAST等项目的观测数据,进一步研究气体在星系形成演化过程中的作用,为星系形成和演化图像的理论框架提供更全面的观测基础和检验。
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