1 / 45

旋涡星系Tully-Fisher关系的第三参量 及形态 的 相关性

旋涡星系Tully-Fisher关系的第三参量 及形态 的 相关性. 答辩者：王彩虹 指导老师：沈世银 副研究员，侯金良 研究员 培养单位：中国科学院上海天文台. 目录. TF 关系形态相关性的模型解释 MMW 模型 我们的模型 模型预言结果 小结 . 引言 标度律 TF 关系的形态相关性 星系的基本面 研究目的 . TF 关系的第三参量（旋涡星系的基本面） 样本选取 第三参量是否存在 三参量 TF 曲面 小结. 总结和展望. 引 言. 星系的分类及其参量. L、R、 σ 0 、 V max 等参量. 标度律. 椭圆星系：

irene-leblanc
Télécharger la présentation

旋涡星系Tully-Fisher关系的第三参量 及形态 的 相关性

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 旋涡星系Tully-Fisher关系的第三参量及形态的相关性旋涡星系Tully-Fisher关系的第三参量及形态的相关性 答辩者：王彩虹 指导老师：沈世银 副研究员，侯金良 研究员 培养单位：中国科学院上海天文台

  2. 目录 • TF关系形态相关性的模型解释 • MMW模型 • 我们的模型 • 模型预言结果 • 小结 • 引言 • 标度律 • TF关系的形态相关性 • 星系的基本面 • 研究目的 • TF关系的第三参量（旋涡星系的基本面） • 样本选取 • 第三参量是否存在 • 三参量TF曲面 • 小结 总结和展望

  3. 引 言

  4. 星系的分类及其参量 L、R、σ0、Vmax等参量

  5. 标度律 • 椭圆星系： • Faber-Jackson关系 • 基本面 • 旋涡星系： • Tully-Fisher关系(TF关系) • 基本面？

  6. 旋涡星系的基本面？ • 支持存在 • 2000年Koda等人： • 2001年Han等人： • 2002年Shen等人： • 反对存在 • 1999年Courteau&Rix • 2007年Pizagno等人 • SFI++数据库（～5000个星系） • 不同形态的星系 形式不一致？ 缺少大样本， 没考虑形态影响， ... 旋涡星系的基本面是否存在？

  7. TF关系的形态相关性 • Sa\Sb\Sc星系的TF关系 • 1978年Roberts；1985年Rubin等人 • 在固定Vmax处，较早型旋涡星系的光度偏小 • 起因 • 星族与形态（星等M） • 较早型旋涡星系的颜色偏红、 年龄偏老 • 动力学与形态（ Vmax） • 较早型旋涡星系的内部旋转 曲线上升快 哪个起因占主导？

  8. 研究内容 • 用模型解释TF关系形态相关性的起源 • 用大样本研究旋涡星系的基本面 • ～5000个TF星系 • 不同形态的星系

  9. TF关系形态相关性的模型解释

  10. MMW模型 • 1998年Mo, Mao, White提出 • 晕 • NFW: c,Vh • Vh Mh、R200 • 盘 • 指数盘 μd(r)=μ0exp(-r/Rd) • Md＝Mh md， • Rd＝R200 f(c,λ,md) 晕(Vh、c、λ) 冷却 盘

  11. MMW模型 • 预言TF关系 • 旋转曲线 • 无核球 • Vmax=Vh fv(c,λ,md) • 光度 • 假设简单的质光比 • Md/γ • 不能同时预言多个波段 our our

  12. 我们的动力学模型 • 旋转曲线由晕、核球、盘共同作用产生 • 核球 • 质量密度符合Hernquist分布： • 核球有效半径： • 假设遵从椭圆星系的Re-M关系 核球动力学只与Mb有关

  13. Mb的计算 Vh Mh M* ms=M*/Mh Mb 对于Sa/Sb/Sc星系，B/D=0.5/0.3/0.1 B/D=Mb/(M* -Mb)

  14. 我们的星族模型 总光度L 核球和盘各自的质量 核球和盘各自的质光比 恒星形成历史 CB07星族合成方法 核球 盘 10Gyr 单星族 10Gyr SFR(t)∝exp(-t/τ)

  15. 盘的两个模型 • K94模型（1994年Kennicutt等人） • 合成模型（1991年Devereux & Young） Sc τ～30Gyr Sb τ～5Gyr Sa τ～3Gyr Sb τ～30Gyr Sc τ～30Gyr Sa τ～30Gyr

  16. 模型预言结果：旋转曲线 • 较早型旋涡星系的旋转曲线在中心处上升较快 • Vmax值与星系类型弱相关： • Sa(Sb)的Vmax比Sc的大～1.5(1.0)％ • 相当于ΔM～0.04(0.03)mag ΔVmax ΔM

  17. 模型预言结果：Sc星系的 I波段TF关系 • 10个模型星系 • 100<Vh<200 km s-1 • 与观测结果一致 • Sc为代表 • K94模型与合成模型一致

  18. 模型预言结果：不同波段的TF形态相关性 某波段 • ΔM： • Vmax=200km s-1处的零点差 • 观测： • 与波长有一定的相关 • 理论： • K94模型 • 明显偏大 • 合成模型 • 大体一致 • 动力学 ΔM 200

  19. 小结 • TF关系的形态相关性主要是由于星族的作用 • 而星族差异是由于不同形态的星系中核球与盘的组份不同所引起的(合成模型)

  20. TF关系的第三参量

  21. 样本选取 • SFI++数据库 • 2007年Springob等人综合发表 • 目前最大 I 波段样本（4861个TF星系） • 比蓝波段受尘埃影响小 • 比红外波段CCD响应好 • 统一改正 • W21/Worc W • 消光改正、倾角改正等

  22. 样本选取 • 样本选取 • 有半径值的4319个星系 • R23.5、Rd • 基于观测量的判据： • εMI<0.15、εlogW<0.06(去除496个星系) • cz>3000 km s-1(又去除721个星系) • T=3,4,5,6 (Sb/Sc) (又去除203个星系) • 2899个星系

  23. 样本选取 • 进一步筛选 • 迭代法去除偏离TF关系3σ外的星系 • 2835个星系 • 1093个Sb星系 • 1742个Sc星系

  24. 回归方法及样本完备性改正 • 最小二乘法 • 对于y=f(x)， • N：样本中星系的数量 • σyi：第i个数星系的y值误差 • ：星系的权重，

  25. 回归方法及样本完备性改正 • ：由样本不完备引起 • 光度函数： α=-0.5,M*=-21.6的 Schechter方程 （1984年Sandage等人） • ＝1 for MI<-21.0

  26. 环境和星系形态的影响 • 将2835个星系分为4个子样本 • Sb团星系(369个) • Sb场星系(724个) • Sc团星系(657个) • Sc场星系(1085个) • 比较结果 • Sb与Sc区别显著 • 团与场差异较小 • 分别研究Sb与Sc星系

  27. 第三参量是否存在？

  28. 第三参量的引入 • 两种方法： • 假设第三参量的形式，直接进行拟合 • Koda等人 • Shen等人 • 利用残差方法探寻第三参量的具体形式 • 我们用第二种方法 • 不预先确定第三参量的形式 • 因为参数TF关系甚至可能不是平面 ΔMI

  29. ΔlogR TF关系的 第三参量存在 第三参量的引入 r＝-0.86 r＝-0.61 • ΔMI-Δlog R关系 • log R-log W关系 r＝-0.80 r＝-0.61

  30. ΔMI和ΔlogR线性相关 在logR、logW、MI空间的存在基本面

  31. 旋涡星系的基本面 基本面弯曲？

  32. 三参量TF曲面 • 我们研究不同log W区间内的 Δlog R-ΔMI关系 • 不同 曲面 • 相同 平面

  33. 三参量TF曲面 • 将Sc和Sb星系按logW分别分为8份 • 拟合ΔMI=eΔlog R • R23.5为第三参量 • 斜率e的确有系统性差异 (Sc)

  34. e-logW关系 • R23.5为第三参量 • e变化曲面 • 暗端发生弯曲 • 亮端基本平面 • 不能进一步有效减小弥散

  35. e-logW关系 • Rd为第三参量 • e变化不明显 更接近平面

  36. TF关系弥散的变化 • 弥散用MI的RMS来表征 • 由两参量到三参量，弥散明显减小 • R23.5比Rd更适合作第三参量 • 由平面到曲面，弥散变化并不明显 • 因为在样本中大质量星系的数量占主导，而三参量TF关系在小质量端的弯曲

  37. “看”三参量TF关系的侧面 • Bernardi等人的方法 • 纵坐标： • TF平面的弥散 • 横坐标： • 沿平面长轴方向 (R23.5) 基本面的确有些弯曲

  38. 弯曲基本面的应用 如果样本有不同的logW分布范围， 会得到不同的基本面

  39. 弯曲基本面的应用 • 预言：不同logW范围内的样本所得到的基本平面的系数： • 观测：5个子样本 • 半径为R23.5的Sc • 不同logWlim 点和线基本重合、应用基本正确

  40. 小结 • 发现TF关系第三参量R23.5的存在证据 • 由两参量的TF到三参量，Sb和Sc星系的σrms分别减小了37.3％和48.5％ • 发现旋涡星系的基本面内禀弯曲 • 因此，随着logW取值范围的变化，拟合得到的旋涡星系的基本面会系统变化，这可能是以前的工作得到的基本面各自不同的原因 • 用复杂曲面描述三参量TF关系，并不能使其弥散显著降低 • 因为在样本中大质量星系的数量占主导，三参量TF关系在小质量端的弯曲影响不大

  41. 总结和展望 • TF关系形态相关性的起源问题 • 主要是由于星族的作用 • 而星族差异是由于不同形态的星系中核球与盘的组份不同所引起的 • TF关系的第三参量问题 • R23.5的引入使TF关系的弥散明显减小 • Rd的第三参量作用不显著 • 在M-logR23.5-logW空间内旋涡星系（尤其是Sc星系）并不是处于一个平面上，而是处于一个在小质量端弯曲的曲面上

  42. 总结和展望 • 不足 • 缺少一个盘成分和核球成分分离的大样本来约束模型 • 样本SFI++虽然比较大，但仍然不完备，缺少暗星系 • 展望 • 形态也可能是TF关系的第三参量 • 不同波段是否存在不同的基本面？ • 如何利用基本面来进一步约束旋涡星系的形成和演化？ • ...

  43. 谢 谢 ！

  44. 简历 • 基本情况 • 王彩虹，女，河北省栾城县人，1981 年9 月出生 • 教育状况 • 2000-9 ~2004-7，河北师范大学，本科，物理学。 • 2004-9~2010-7，中国科学院上海天文台，硕博连读研究生，天体物理。

  45. logWlim 应用

More Related