發(fā)布時間：2020-11-14 23:26

　　 本文利用了Sloan數(shù)值巡天計劃fSDSS)中得到的一個近140，000個星系的樣本，系統(tǒng)的研究了星系的大小分布以及其對光度，恒星質(zhì)量和星系形態(tài)的依賴關(guān)系。SDSS的大樣本數(shù)據(jù)使得本文得到了高精度的統(tǒng)計結(jié)果。對于給定形態(tài)的星系，在給定光度(或恒星質(zhì)量)處其大小的分布較好的遵從一對數(shù)正態(tài)函數(shù)，因此可由其中值R和彌散σ_(lnR)兩個參數(shù)加以定量描述。對于晚型星系，存在一個特征光度M_(r，0)～-20.5，其對應(yīng)的特征質(zhì)量為M_0～10~(10.6) M_⊙。對于大質(zhì)量(M》M_0)的星系有(?)∝M~(0.4)和σ_(lnR)～0.3；而對于小質(zhì)量(M《M_0)的星系來說則有(?)∝M~(0.15)和σ_(lnR)～0.5。對于早型星系來說，(?)-M關(guān)系的斜率明顯來得更陡，有(?)∝M~(0.55)，但σ_(lnR)-M關(guān)系和亮的晚型星系相似。對于星系的大小—光度關(guān)系來說，星系的大小對波段的依賴性較弱。星系作為總體來說，其大小分布在亮端和早型星系類似，在暗端和晚型星系類似。暗紅星系的大小分布具有不依賴于自身光度的特征。M_r～20.5的早型星系具有最高的表面亮度。 我們構(gòu)建了簡單的理論模型來解釋觀測得到的不同形態(tài)星系的大小一質(zhì)量關(guān)系。模型表明，如果重子物質(zhì)的組份由標(biāo)準(zhǔn)反饋模型給出，那么晚型星系的(?)-M關(guān)系則可得到較好的重現(xiàn)。而要進(jìn)一步擬和晚型星系的σ_(lnR)-M關(guān)系則要求在低角動量暗暈中形成的星系的核球和盤的質(zhì)量比(B／D)更高，并且核球的物質(zhì)將自身的部分角動量傳遞給盤。如果假設(shè)核球的形成保證盤處于臨界穩(wěn)定的條件下即可得到以上場景。對于早型星系來說，觀測得到的(?)-M關(guān)系不能由橢圓星系是由今天的兩個盤狀星系合并而形成的簡單模型加以解釋。而如果假設(shè)早型星系是由小的前身星系反復(fù)合并而來，并且前身星系的大小質(zhì)量類似于暗的橢圓星系(或者是高紅移的Lyman-break星系)，而且在束縛能相對較強的軌道上發(fā)生合并的話，那么得到的結(jié)果和觀測較為一致。 我們利用晚型星系的形成理論模型進(jìn)一步討論了漩渦星系的Tully-Fisher(TF)關(guān)系的第三參量問題。我們的模型預(yù)言星系的盤在它們的基本性質(zhì)的參數(shù)空間里分布在一個平面上，而TF關(guān)系則幾乎是沿著平面方向的投影。利用大半徑處的旋轉(zhuǎn)速度作為特征速度通常會導(dǎo)致更大的TF關(guān)系的彌散。在搜尋第三參量的過程中，我們發(fā)現(xiàn)盤的特征尺度以及旋轉(zhuǎn)曲線的形狀都和TF關(guān)系的彌散有所相關(guān)。我們理論模型預(yù)言的(Log L，Log V_m，Log R_d)空間中的基本面為L∝R_d~(α′)V_m~(β′)，并且α′～0.50和β′～2.60。這個結(jié)果和基于觀測數(shù)據(jù)的初步結(jié)果基本一致。利用等光度半徑作為第三參量得到的結(jié)果有α′的值更高，β′的值更低，而彌散更小。在我們的模型參數(shù)當(dāng)中，任何一個的彌散都會在TF關(guān)系中產(chǎn)生顯著的彌散，其中由自旋參數(shù)和暈的致密度參數(shù)引起的彌散可由引入R_d作為第三參量加以有效的消除，而質(zhì)量組份m_d引起的彌散則可由表示旋轉(zhuǎn)曲線形狀的參數(shù)更好的消除。因此將漩渦星系的TF關(guān)系和基本面結(jié)合起來研究可對現(xiàn)有的星系形成的理論模型提供更進(jìn)一步的約束。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)院研究生院（上海天文臺）
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2003
【中圖分類】：P152
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 引言
    §1.1 星系的基本觀測量
        §1.1.1 光度和顏色
        §1.1.2 形態(tài)
        §1.1.3 大小和表面亮度
        §1.1.4 速度特征量
    §1.2 基本觀測量之間的標(biāo)度律
        §1.2.1 Freeman盤
        §1.2.2 Kormendy關(guān)系
        §1.2.3 Tully-Fisher關(guān)系
        §1.2.4 基本面（fundamental plane）
    §1.3 星系形成理論的基本框架
        §1.3.1 基本宇宙學(xué)
        §1.3.2 結(jié)構(gòu)形成基本理論
        §1.3.3 暗暈的性質(zhì)
        §1.3.4 星系形成
        §1.3.5 研究方法
    §1.4 本文的研究目的
第二章 數(shù)據(jù)
    §2.1 Sloan數(shù)字巡天計劃
        §2.1.1 SDSS的測光系統(tǒng)
        §2.1.2 SDSS的光譜系統(tǒng)
    §2.2 SDSS的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        §2.2.1 基本的SDSS參數(shù)
        §2.2.2 導(dǎo)出的SDSS參數(shù)
    §2.3 本文的樣本
        §2.3.1 按星系形態(tài)進(jìn)行分類的次樣本
第三章 星系大小的分布
max方法'>    §3.1 選擇效應(yīng)的改正：V_max方法
    §3.2 星系大小的條件分布：對數(shù)正態(tài)函數(shù)
    §3.3 星系大小的分布：最大似然法
    §3.4 星系大小的分布：對光度的依賴性
        §3.4.1 r波段結(jié)果
        §3.4.2 其它波段
    §3.5 星系的大小分布：隨著質(zhì)量的變化
    §3.6 整體星系的大小分布
90的分布'>    §3.7 R₉₀的分布
    §3.8 星系的表面亮度的分布
    §3.9 星系大�。ū砻媪炼龋┑睦鄯e分布
第四章 星系大小分布的理論解釋
    §4.1 晚型星系
        §4.1.1 盤的部分
        §4.1.2 核球部分
g的取值'>        §4.1.3 m_g的取值
        §4.1.4 具體的模型
        §4.1.5 模型的結(jié)果
    §4.2 早型星系
第五章 漩渦星系基本面的理論研究
    §5.1 理論模型
        §5.1.1 模型參數(shù)
        §5.1.2 蒙特卡洛實現(xiàn)
    §5.2 模型預(yù)言
        §5.2.1 基于最大旋轉(zhuǎn)速度和盤的特征尺度的結(jié)果
        §5.2.2 基于其它半徑處旋轉(zhuǎn)速度的結(jié)果
        §5.2.3 等光度半徑作為第三參量
        §5.2.4 旋轉(zhuǎn)曲線形狀因子作為第三參數(shù)
        §5.2.5 反饋模型中的情況
    §5.3 從觀測數(shù)據(jù)得到的初步結(jié)果
第六章 總結(jié)和討論
    §6.1 本文的主要結(jié)果
    §6.2 本文研究中的不確定性
    §6.3 未來與展望
參考文獻(xiàn)
附一：在學(xué)期間發(fā)表文章目錄
附二：個人簡歷

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 劉成則;SDSS中盤狀星系的顏色梯度[D];河北師范大學(xué);2006年

2 李化南;晚型旋渦星系的盤的顏色和顏色梯度[D];中國科學(xué)院研究生院（上海天文臺）;2005年

本文編號：2884067