早型星系的运动学参数和星族：对质量分布的限制
文献类型：学位论文
| 作者 | 浦仕毕
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2011-05-27 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院（云南天文台） |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 韩占文 |
| 关键词 | 早型星系 星系动力学 简单星族 星族合成模型 暗物质 |
| 其他题名 | The Stellar Populations and Kinematics: Constrains on the Mass Profiles of Early-Type Galaxies |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 中文摘要 | 在本文中，我们利用位于美国德克萨斯州 McDonald Observatory 的9.2米 Hobby-Eberly Telescope (HET) 观测得到了沿着 NGC1600、 NGC4125、NGC4636 ，NGC7619 的主轴 [major axis] 和副轴 [minor axis] 的长缝光栅[long-slit-spectra] 光谱。长缝光谱覆盖了从星系的中心到1.5-2.0倍光学有效半径范围(14-22 kpc)。通过傅里叶相关商方法 Fourier Correlation Quotient (FCQ)，从已经扣除了连续谱的吸收谱线轮廓测量得到了视向速度分布(LOSVD)随半径的关系。并且测量了NGC1600、NGC4125、NGC7619、NGC4636主轴和副轴方向上 的8个 Lick/IDS 谱指数。在可以比较的半径范围内，我们测量的视向速度分布轮廓、Lick/IDS 谱指数都和以前其它工作得到的结果相符。另外，我们还发现在 NGC4125 的中心有很强的气体发射线，并测量了气体的运动学参数和发射线强度。 利用 Χ2 方法，我们把观测得到的谱指数和简单星族模型 (SSP) 预测的谱指数进行比较得到了四个巨椭圆星系内的星族参数——年龄、金属丰度、α/Fe 随半径的变化轮廓。NGC1600、NGC4636 和 NGC7619 星系中心都是超太阳金属丰度的，而 NGC4125 中心的金属丰度几乎和太阳金属丰度一样。所有的星系都表现出比较陡峭的负的金属丰度梯度和几乎不随半径变化的α/Fe 丰度。另外，利用 Kroupa IMF 和简单星族模型，我们计算得到了 U-B、U-V、B-V、V-R、V-I、V-K、J-K、J-H、H-K 等宽波段颜色和在 B、V、R、I、J、H、K 波段的质光比 M/L。用星族模型计算得到的颜色很好地符合了观测得到的颜色。所有星系中心的颜色都比星系外围的颜色红，这种颜色随半径的变化轮廓是由星系的金属丰度轮廓决定的，几乎和星系的年龄轮廓无关。通过把星系的金属丰度随半径的变化梯度与数值模拟的结果比较表明：NGC1600、NGC4636 和 NGC7619 可能是通过快速坍缩过程 monolithic-collapse scenario形成的。从星系内恒星的视向速度随半径的变化轮廓和星系的金属丰度变化梯度来分析，都表明 NGC4125 很可能是通过小质量的星系并合过程hierarchical-merging scenario形成的。 利用 Schwarzschild 轨道叠加模型 (Schwarzschild orbits superposition technique) 拟合视向速度分布的方法。我们得到 NGC1600、 NGC4125、NGC7619 的动力学参数、动力学质光比、暗物质参数等。为了研究星系的暗物质尺度，我们在距离星系中心不同半径处截断 LOG 形式的暗物质分布函数，再输入星系动力学模型。对每一个截断半径，找出一个最可几的动力学模型，如此，对每一个星系来说，得到了一组准可几的本地逃逸速度轮廓。假设星系内的金属丰度是本地逃逸速度的函数，我们把 Mgb 和本地逃逸速度 V_esc 进行线性拟合。当我们在距离星系中心 60kpc 处截断暗物质的时候，Mgb- V_esc 线性关系的弥散最小。这可能说明，对于 LOG 形式的暗物质分布函数来说，此三个星系的暗物质尺度是60 kpc。 我们用此方法研究了 Coma 星系团里的 17个早型星系的暗物质参数，并计算了星系的总质量，半质量半径等。发现星系的暗物质截断半径和半质量半径与星系的光度和有效半径有似 Faber-Jachson/Tully-Fisher 关系。星系的总质量和星系的暗物质总质量与星系的光度和有效半径有很强的关系。星系的一倍光学有效半径内的暗物质的平均密度随星系的光度的增加而增加，这关系和在其它工作发现的关系相似。另外，为了讨论星系的暗物质尺度和星系所处环境的关系，我们讨论了星系的暗物质的截断半径和星系到星系团中心 (α= 12:57.3;δ= +28:14.4)的投影距离的关系，我们没有找到星系暗物质的尺度和投影距离的直接关系。 这可能是因为我们利用星系到星系团中心的投影距离而不是应用三维距离的关系。最后，我们讨论了暗物质截断半径和所用暗物质密度函数斜率的简并效应，暗物质密度函数的斜率越大，所估计的暗物质截断半径越大。 |
| 英文摘要 | We present high quality long slit spectra along the major and minor axes out to 1.5-2 R_e [14-22 kpc] of four bright elliptical galaxies [NGC1600, NGC4125, NGC4636, NGC7619] obtained at the Hobby-Eberly Telescope (HET). We derive stellar kinematic profiles and Lick/IDS indices [Hβ,Mgb,Fe_{5015},Fe_{5270},Fe_{5335}, Fe_{5406}]. Moreover, for NGC4125 we derive gas kinematics and emission line strengths. We model the absorption line strengths using Simple Stellar Populations models that take into account the variation of and derive ages, total metallicity andα/Fe element abundances. Overall, we find that the three galaxies have old and α/Fe overabundant stellar populations with no significant gradients. The metallicity is supersolar at the center with a strong negative radial gradient. For NGC4125, several pieces of evidence point to a recent dissipational merger event. We calculate the broadband color profiles with the help of SSP models. All of the colors show sharp peaks at the center of the galaxies, mainly caused by the metallicity gradients, and agree well with the measured colors. Using the Schwarzschild's axisymmetric orbit superposition technique, we model the stellar kinematics to constrain the dark halos of the galaxies. We use the tight correlation between the Mgb strength and local escape velocity to set limits on the extent of the halos by testing different halo sizes. Logarithmic halos -- cut at 60~kpc -- minimize the overall scatter of the Mgb-V_esc relation. Larger cutoff radii are found if the dark matter density profile is decreasing more steeply at large radii. Using same method, we derived the local escape velocity V_esc profiles of 17 Coma galaxies. We further investigated the relation between the dark matter halo properties and the basic galaxies properties. The scales R_cut of DM are dependent on the luminosities and effective radius of the galaxies. The relation between the R_cut and luminosities and effective radius could be presented with a Faber-Jackson/Tully-Fisher like relation. The total DM mass and total mass of the galaxies are also dependent on the scales of the galaxies. The central dark matter fractions present no significant relations with the ages, α/Fe and total metallicities. And the results present that the brightest galaxies appear the most dark matter dominated. Furthermore, we investigated the dependence of DM sizes on the projected distance from the cluster center, unfortunately, no trend hints the DM sizes depending on the projected distance. |
| 学科主题 | 天文学 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-05-03 |
| 页码 | 117 |
| 源URL | [http://ir.ynao.ac.cn/handle/114a53/4665]  |
| 专题 | 云南天文台_大样本恒星演化研究组 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 浦仕毕. 早型星系的运动学参数和星族：对质量分布的限制[D]. 北京. 中国科学院研究生院（云南天文台）. 2011. |
入库方式： OAI收割
来源：云南天文台
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