近邻星系的冷尘埃性质和亚毫米辐射超研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 常正雪
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| 答辩日期 | 2021-06-01 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 周建军 |
| 关键词 | 近邻星系 星际尘埃 SED 亚毫米辐射超 |
| 学位名称 | 理学博士 |
| 学位专业 | 天体物理 |
| 其他题名 | Investigating the cold dust properties and submillimeter excess of Nearby Galaxies |
| 英文摘要 | 星系的形成与演化是现代天体物理学中最基本和重要的科学研究之一。而研究尘埃辐射可以有效地追踪被尘埃遮挡的恒星形成活动，是了解星系如何演化的有效途径。尘埃辐射主要集中在红外到亚毫米的波段范围。而星际尘埃的主导部分是处于冷状态的尘埃成分，我们称之为“冷尘埃”。该成分主要辐射在? > 100 ?m的远红外到亚毫米波段范围。研究尘埃辐射在红外波段的光谱能量分布（SED）可以得到尘埃的性质以及其随星系环境而发生的变化，进而可以揭示星系中发生的物理过程。我们分别从NGLS（The JCMT Nearby Galaxies Legacy Survey）和DustPedia项目中选出13个近邻旋涡星系和12个近邻矮不规则星系，使用从中红外到亚毫米波段的数据研究这些星系的冷尘埃辐射，搜寻可能存在的亚毫米辐射超和探索在哪些情况下亚毫米辐射超容易发生。在近邻旋涡星系的研究中，我们使用一个具有双温度尘埃成分的黑体模型（2MBB模型），并结合蒙特卡洛方法，从星系的全局角度逐个对每个星系进行中红外到亚毫米波段范围（22 − 500 ?m）的SED拟合，获得了冷尘埃的温度、质量等参数。研究发现：（1）星系样本的冷尘埃温度与冷尘埃辐射指数（?c）之间存在反相关假象。（2）冷尘埃质量随着星系的红外总光度的变弱而增加。（3）基于 ?c = 2 的2MBB模型，NGC 2976、NGC 3351和NGC 4631表现出850 ?m辐射超。此辐射超与非尘埃辐射（CO(3−2) 线辐射、自由-自由辐射和同步辐射）无关。我们讨论了850 ?m流量的观测值与模型推测值之间的差异如何随冷尘埃性质或星系特征变化。结果表明：（1）冷尘埃温度越低，850 ?m辐射强度越大。（2）对于红外总光度较弱并且冷尘埃质量较低的星系来说，850 ?m辐射超可能更容易被探测到。（3）在具有较低的恒星总质量的星系中很容易发生850 ?m辐射超。（4）当星系的金属丰度变贫时，850 ?m辐射超更加明显。基于?c = 2的2MBB模型，我们使用层级贝叶斯方法对12个近邻矮不规则星系进行三个波段范围（22−250 ?m、22−350 ?m 和 22−500 ?m）的全局SED拟合，目的是探测350、500 和850 ?m波段可能存在的辐射超和研究冷尘埃的性质。结果显示没有星系存在350 ?m辐射超；一个星系存在500 ?m辐射超；九个星系存在850 ?m辐射超，并且其中五个星系在?c设置为自由参数时仍然表现出850 ?m辐射超。在矮不规则星系样本中：（1）对于恒星形成活动不活跃的星系，850 ?m辐射超容易被探测到。（2）对于具有越低的分子氢气体质量比或者越低的冷尘埃质量与气体质量比的星系，其850 ?m辐射超的探测率越高。（3）随着星系的演化，原子氢气体质量比会降低，850 ?m辐射超趋于减少甚至会消失。研究结果还表明，更多长波段的亚毫米数据加入SED拟合可以更准确地测量冷尘埃温度和冷尘埃质量。随着星系的恒星形成越激烈或者金属丰度越富，冷尘埃温度会升高。冷尘埃质量与恒星总质量之比（Md /M∗）与星系的比恒星形成率之间存在微弱的反相关关系。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 122 |
| 源URL | [http://ir.xao.ac.cn/handle/45760611-7/4732]  |
| 专题 | 研究生 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆天文台 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 常正雪. 近邻星系的冷尘埃性质和亚毫米辐射超研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2021. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆天文台
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