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高红移星系的结构是星系形成与演化研究目前最前沿的方向之一,但是由于高红移星系在静止坐标系辐射波段的红移和cosmic dimming效应,很久以来对高红移星系结构的研究进展缓慢。直到近10年来,借助于哈勃空间望远镜(HST)WFC3/近红外波段高分辨率图像数据,人们才对高红移星系的结构性质有了比较多的认识。 星系的等光强轮廓性质与星系的内部结构性质紧密相关。通过研究星系的等光强轮廓性质及其随红移的演化,能为探索星系结构的演化提供线索。目前对中高红移星系的等光强轮廓的研究还是空白。 在本文中,我们从CANDELS巡天的GOODS-S和UDS两个场中,一共选取了约4600个红移z=0.5-1.8的恒星形成星系(SFGs),并对它们的径向椭率(ε)轮廓和盘状/盒状(disky/boxy)参数A4轮廓进行了正确的测量。基于这些数据,我们首次对中高红移的恒星形成星系的椭率ε轮廓和A4轮廓在恒星质量——红移演化网格上的统计性质进行了分析。根据星系在每个红移区间内的相对大小,我们将样本星系划分成两类:“小”的恒星形成星系(SSFGs)和“大”的恒星形成星系(LSFGs),主要研究结果如下: (1)在低恒星质量(M?<1010M⊙)端,侧向(edge-on)和面向(face-on)SSFGs均拥有接近水平的ε和A4轮廓,并且所有半径处A4的中值(median value)近似为0;然而,侧向LSFGs的椭率轮廓其主要特征是随半径单调上升,同时星系的中部区域呈现盘状(disky)特性(A4>0)。 (2)在高恒星质量(M?>1010 M⊙)端,侧向 SSFGs和LSFGs的椭率轮廓和A4轮廓均呈现先上升到最大值然后再下降的趋势。同时,星系的中部区域呈现更为显著的盘状特性。这些特征在更低红移(z<1.4)或在更高质量(M?>1010.5M⊙)端更为明显。 (3)沿着恒星质量——红移网格上的演化路径,SSFGs和LSFGs的中心区域(R=1.5 kpc处)的椭率呈下降趋势。 以上观测研究结果说明:在中高红移处,低质量SSFGs内可能还没有形成恒星盘(或其“恒星盘”与邻近宇宙中的盘星系具有不同的结构),而低质量LSFGs的结构与邻近盘星系的结构相似。在恒星形成星系朝低红移和高质量的演化过程中,内部区域的核球(大部分为伪核球,pseudo-bulge)和外围的恒星晕(outer stellar halo)伴随着其中间区域的盘的演化一并增长。