斯隆数字巡天中早型星系基本面关系的环境依赖

摘要

我们利用基于斯隆数字巡天第七次释放数据（以下简称SDSS DR7）和斯隆数字巡天星系群目录表(SDSS group catalog)，研究早型星系的基本面(FP)关系、恒星质量基本面(FP*)关系和质量面(MP)关系的环境依赖。我们从SDSS DR7数据中筛选出一个含70，793个早型星系的样本，并利用SDSS星系群目录表的数据，对样本中每个星系，利用所在暗晕质量以及是中心星系还是卫星星系来定义环境参量。通过研究不同环境下早型星系的FP关系、FP*关系和MP关系的特征，我们探究各种环境过程对星系性质的影响，以及FP关系的偏斜性起源。
　　在第二章中，我们考察FP关系的环境依赖。首先，我们介绍了本工作中采用的早型星系样本选择条件和SDSS星系群目录表。接下来，我们介绍了FP关系的拟合方法。然后我们分别计算了不同暗晕质量区间中的中心星系和卫星星系的FP关系。我们发现g、r、i和z波段的FP系数的环境依赖很相似。中心星系和卫星星系的FP关系的环境依赖存在显著差别。中心星系的FP系数随着暗晕质量存在系统性变化，而卫星星系的FP系数在不同的暗晕质量区间中则比较相似。中心星系和卫星星系的差别在小质量暗晕中显著，而在最大的暗晕区间中可以忽略。当我们仅仅保留样本中红星系，或者保留b/α＞0.6的星系，或者在特定半径范围内的星系时，这些结果依然保持不变。在经过天光背景修正之后，结果依然是相似的。
　　在第三章中，我们把表面亮度替换成恒星质量面密度来计算FP*关系。然后我们计算不同环境中的FP*系数，并与FP关系相比较，从而研究星族的贡献。我们发现，FP*关系的系数α与FP关系相比更大，而FP*关系的系数b与FP相似。对于中心星系，FP*系数显著依赖于暗晕质量。对于卫星星系，FP*系数与暗晕质量的关系很弱。我们得出结论，FP关系的偏斜性并非由星族成分主要导致。
　　在第四章中，我们把表面亮度替换成质量面密度来计算MP关系，并研究三个中心早型星系样本的MP系数与到暗晕中心距离的关系。对于不存在卫星星系且位于小暗晕中的中心星系(G1)，我们发现当距离暗晕中心的半径大于50倍中心星系有效半径时，MP系数趋向于常数，并和维里定理接近。在较小半径处，暗晕的潮汐力使MP关系偏离维里定理。对于不存在卫星星系且位于大暗晕中的中心星系(G2)，系数α显著偏离维里定理。这是因为大暗晕中的低光度卫星星系由于流量限制没有被观测到。对于存在卫星星系且位于大暗晕中的中心星系(G3)，系数α比G2样本中的值更大。这证实了卫星星系对MP关系有显著的贡献。

目录

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摘要

表格索引

插图索引

第一章 绪论

1．1 早型星系的物理性质

1．1．1 表面亮度轮廓

1．1．2 颜色

1．1．3 气体成分

1．1．4 运动学

1．1．5 标度关系

1．2 早型星系的FP关系

1．2．1 FP关系偏斜性的起源

1．2．2 FP关系与星系物理性质的相关性

1．2．3 FP关系的红移演化

1．2．4 FP关系的投影与旋转

1．2．5 FP关系的类似形式

1．3 星系性质的环境依赖

1．3．1 早型星系物理性质的环境依赖

1．3．2 FP关系的环境依赖

1．3．3 暗晕对星系的环境作用

2．1 引言

2．2 星系样本与星系群目录表

2．2．1 早型星系样本选择条件

2．2．2 SDSS星系群目录表简介

2．2．3 参数计算

2．3 FP关系的拟合

2．3．1 协方差矩阵的计算

2．3．2 误差矩阵的计算

2．3．3 直矮拟合万法

2．3．4 正交拟合方法

2．3．5 系数误差的计算

2．3．6 拟合方法的验证

2．3．7 早型星系样本的FP关系

2．4 FP关系的环境依赖

2．4．1 维里平衡中的星系

2．4．2 环境参量的定义

2．4．3 FP关系的环境依赖

2．5 系统性因素的检验

2．5．1 关于颜色的检验

2．5．2 关于轴比的检验

2．5．3 关于有效半径分布的检验

2．5．4 关于天光背景修正的检验

2．6 讨论

2．6．1 与其他研究工作的比较

2．6．2 中心星系与卫星星系的环境依赖

2．6．3 FP关系偏斜性的起源

2．7 小结

第三章 早型星系恒星质量基本面关系的环境依赖

3．1 引言

3．2 从FP关系到FP*关系

3．3 样本以及数据处理

3．4 拟合方法

3．5 FP*关系的环境依赖

3．6 讨论

3．6．1 研究结果的解释

3．6．2 用FP关系做为距离标尺

3．7 小结

4．1 引言

4．2 样本

4．3 物理参量的计算

4．4 MP关系的环境依赖

4．5 讨论

4．5．1 半径与速度弥散的尺度一致性

4．5．2 暗晕潮汐力的影响

4．5．3 卫星星系的影响

4．6 小结

第五章 总结和展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果