基于全光谱拟合测量和研究星系内禀尘埃消光

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星系的光谱由几个重要部分组成:连续谱、吸收线、发射线。所有这些组成成分都会被分布在星系内部的尘埃所影响。尘埃对星系光谱紫外、光学、红外波段都有着影响,并且波长越短影响也越大。尘埃能够吸收短波长光子(紫外、光学),并在远红外波段发出辐射。因为尘埃消光会使得星系光谱的整体形状和幅度都发生改变,所以在通过星系光谱测量星系各成分性质的时候,必须要考虑尘埃消光的影响。如何更好的测量星系内禀尘埃消光一直是星系形成与演化相关研究中的重点和难点。基于前人的一些研究,我们发展了一个基于星系全光谱拟合来测星系内禀尘埃消光的新方法。我们的方法首先利用滑动平均滤波方式对星系光谱进行分解,得到光谱小尺度的结构(S)以及光谱大尺度的结构(L)。对于模板谱也做相同的分解处理,然后用模板谱的S、L成分去拟合观测谱小尺度和大尺度结构的比值(S/L),以此得到不含尘埃消光影响的星系本征谱。而本征谱和观测谱对比可以得到星系的相对消光曲线。我们方法的一个重要优势在于:对星系尘埃消光的测量不依赖于理论消光曲线,而是可以直接测量出星系相对消光曲线。我们构建了一批模拟星系的光谱,以此来测试我们的方法在不同情况下的可靠性。测试结果显示我们的方法能够很好地重构出星系相对消光曲线,虽然结果精确性受到光谱信噪比的影响。我们从SDSS Ⅳ巡天项目MaNGA星系样本中挑选了一批具有明显尘埃带的侧向星系,利用我们的方法测量了星系尘埃消光并加以改正。改正后的星系图像上尘埃带特征基本消失,并且改正消光后星系面亮度垂向分布变成一个轴对称结构,且能很好地用一个简单的盘星系面亮度垂向分布模型拟合。我们的方法是测量星系连续谱的消光,即恒星成分的消光E(B-V)star。此外,我们还利用巴尔末发射线来测量气体成分的消光E(B-V)gas,并对这两种消光进行了对比研究。首先我们找出MaNGA MPL9所有星系的电离气体区,并测量E(B-V)star和E(B-V)gas。我们通过这两种尘埃消光的对比研究发现:在氢二区(HⅡ)区这两种消光有明显的相关性,且随着恒星形成率的增强而增加,而在弥散电离气体区几乎无相关性。在HⅡ区,E(B-V)star/E(B-V)gas主要受恒星平均年龄的影响,且与恒星平均年龄成反比,主要结果与双成分尘埃模型一致。此外,在年轻的HⅡ区,尘埃含量较少,而在年老的HⅡ区E(B-V)gas明显增加。
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