【摘 要】
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从红移z~3到目前,星系在颜色-星等图上主要可以被分为两个类型(即红序和蓝云)。红序主要由宁静的、核球主导的早型星系构成(ETGs),而蓝云主要包含了活跃的、盘主导的晚型星系(LTGs)。低红移的宇宙中,红星系数密度的显著增长暗示了蓝星系可能遭受了一些“熄灭”(quenching)其恒星形成的物理过程。其中与恒星质量相关的物理过程被称为“质量熄灭”(mass quenching),而与环境相关的效
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从红移z~3到目前,星系在颜色-星等图上主要可以被分为两个类型(即红序和蓝云)。红序主要由宁静的、核球主导的早型星系构成(ETGs),而蓝云主要包含了活跃的、盘主导的晚型星系(LTGs)。低红移的宇宙中,红星系数密度的显著增长暗示了蓝星系可能遭受了一些“熄灭”(quenching)其恒星形成的物理过程。其中与恒星质量相关的物理过程被称为“质量熄灭”(mass quenching),而与环境相关的效应被称为“环境熄灭”(environmental quenching)。透镜星系(S0星系)被归类为早型星系。在哈勃的音叉图上,它们通常被认为是处在椭圆星系和旋涡星系之间的过渡星族。S0星系的显著特征是缺乏悬臂结构和明显的恒星形成区域。我们找到了一个中心区域有恒星形成,外盘上有过星暴的S0星系PGC 26218并且研究了它的物理性质。这篇论文的主要目的就是调查在红移z<2.5的星系中恒星形成的熄灭机制以及S0星系PGC 26218中恒星形成和星暴的起源。该研究将帮助我们理解恒星质量和环境在抑制恒星形成中所扮演的角色以及星系在哈勃序列上的多种演化路径。本论文主要包含三个部分。(1)我们从 Sloan Digital Sky Survey Data Release 7(SDSS DR7)选择了一个红移z<0.2的大质量星系样本,并且探究了星系从蓝云到绿谷再到红序时物理性质的变化。该研究发现从蓝星系到绿谷星系再到红星系的演化过程中,与中心致密程度相关的物理参数呈连续变化。对比相同质量范围的绿谷和恒星形成星系,平均而言,大质量宁静星系(M*>1010M⊙)的核更致密。这些结果表明近邻星系恒星形成的熄灭伴随着核球的增长,至少在大质量星系中是这样的。(2)我们从 Cosmic Assembly Near infrared Deep Extragalactic Legacy Survey(CANDELS)项目中挑选了一个红移0.5<z<2.5的样本并且调查了星系熄灭的物理机制。在整个红移范围内,通过对比同样质量的大质量宁静星系和恒星形成星系,我们发现前者平均的1 kpc质量面密度(∑1)更大,且星系尺度更小。宁静星系与恒星形成星系在结构上的差异随着红移的演化有所减弱。在红移0.5<z<1.5的范围内,中心星系和卫星星系中宁静星系的比例随着∑1/M*的上升而增大。这个上升趋势对于小质量(M*<~1010M⊙)的中心星系是缓慢的,而对于大质量的中心星系是显著的。此外,低质量卫星星系中宁静星系的比例大约为20%,显著地高于低质量中心星系中宁静星系的比例(~5%)。我们的结果揭示了在红移z≤2.5时,质量熄灭是大质量星系中恒星形成熄灭的主要机制,而当红移z≤1.5时,环境熄灭在低质量星系熄灭的过程中扮演着重要的角色。(3)对于近邻S0星系PGC 26218,我们申请了西班牙Centro Astronomico Hispano Aleman(CAHA)3.5 米望远镜的二维光谱以及法国 NOrthern Extended Millimeter Array(NOEMA)毫米波的观测。研究发现,PGC 26218遵循恒星形成主序以及Kennicutt-Schmidt关系。通过分析CO(J=1-0)、恒星以及Hα的运动学,我们发现CO(J=1-0)和Hα的旋转轴存在较大的差异,这个差异达到了45°。另外,CO(J=1-0)发射线的拟合需要考虑一个内流的成分(~46 km s-1)。基于一个纯盘模型对PGC 26218的光学图像的分解,我们证实PGC 26218存在多核结构。我们的发现暗示了 PGC 26218可能经历了一次富气体的星系次并合,这个过程导致了气体向星系中心迁移同时触发了上亿年前的星暴活动以及当前的恒星形成。总体而言,星系的恒星质量和外部的环境是规范星系形成和演化的重要因素。同时,星系的次并合可能在触发近邻S0星系的恒星形成过程中扮演重要的角色。
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