星系群中活动星系核和恒星形成星系的统计研究

论文摘要

活动星系核（active galactic nucleus,简称AGN）是中心存在猛烈活动现象或剧烈物理过程的活动星系或活动星系核心的统称。AGN是星系形成和演化过程中的重要阶段。研究表明,许多星系的中心存在一个超大质量黑洞（supermassive black hole,SMBH）,物质不断被吸积到SMBH上驱动了 AGN活动,并促使黑洞迅速成长。星系中剧烈的恒星形成活动也伴随着星系结构（如核球、棒、盘、旋臂等）组装（assembly）。AGN和恒星形成活动是星系演化的重要推动力。星系中心黑洞的生长与恒星形成与有很强的相关性。众所周知,冷气体是恒星形成的原料,也是中心黑洞的主要供燃源。一些物理过程会影响冷气体的利用和传输,如星系并合、冲压剥离气体、热的星际介质的蒸发、星系及星系团势阱的潮汐效应、由于冷气体下落的匮乏导致的气体饥饿（strangulation）等。这些物理过程将直接影响星系中的恒星形成剧烈程度和AGN的启停。每个星系处在不同的引力环境中（如星系团、星系群及孤立场）。AGN和恒星形成星系（star-forming galaxies,SFGs）在不同环境中出现的比例可对AGN的供燃机制及其对恒星形成活动的反馈给予一定的观测限制。以往的研究大多数认为,星系群中AGN的比例比星系团中要高,这似乎说明了星系群比相应的星系团中含有更多的冷气体库。但是从研究结果来看,不同的AGN选择判据、不同的红移区间、不同的截止流量得到的星系团和星系群中AGN的比例差别很大。另外,在不同富度的星系群、星系团中,AGN和SFG在空间分布、形态特征和恒星形成性质（如恒星质量、星族年龄、恒星形成率等）等方面均会表现出一定的差异。本论文就是要对星系群（团）环境中的AGN和SFG的上述观测特征开展统计性研究。本文首先在以往利用COSMOS天区具有光学发射线的AGN 比例研究的基础上,进一步研究了星系群中AGN的归一化投影距离随星系群软X射线光度的分布,以及完备率修正后的总体AGN 比例随红移和星系群富度的变化。发现对红移z>0.5的X射线星系群来说,大多数AGN是X射线亮而光学哑的,导致高红移时AGN 比例较低。孤立场的AGN 比例也随着红移的增大而增大,且其斜率与星系群中一致。星系群环境似乎对具有发射线的X射线选AGN的探测概率没有影响。在不同红移范围的星系群中,贫星系群中AGN的比例较大。对于成员少于30个的贫星系群,大多数群中的AGN可能处于高吸积率阶段,而富星系群中的AGN则大多处于低吸积率X射线主导阶段。然后,我们使用来自SDSS DR12的红移z<0.2的254220个星系和81089个星系群样本,将群富度（Nrich）作为0.1-1 Mpc尺度上引力环境的直接指示器,研究星系群中AGN寄主星系和SFG的投影分布、形态、环境密度和恒星形成性质（如恒星质量、比恒星形成率、平均恒星年龄等）,重点比较了不同引力环境（如星系对、贫星系群、富星系群、贫星系团）中AGN和SFG在观测特征上的差异。所有星系群的成员星系在光谱上被分为AGN宿主星系、恒星形成星系（SFG）、混合星系（Composite）和未分类星系。结果表明,随着星系群/团富度的增加,AGN 比例略有下降。SFG比例平均是AGN比例的3倍,且随富度有显著下降的趋势。星系群中的AGN优先存在于透镜星系和核球主导的盘星系中,而大多数SFG则是晚型盘星系。与SFG相比,贫星系群（5≤Nrich ≤10）中的AGN更靠近星系群中心。AGN 比例不随到群中心的距离的变化而变化,而SFG比例在星系群外围区域较高。大质量（log（M*/M（?））10.7）星系群中AGN 比例高于SFG 比例,在距离群中心较大的半径处低质量的晚型SFG 比例约为AGN的6倍。环境密度分布表明,相对于SFG,AGN可能位于更致密的引力环境中。与星系群中的SFG相比,群中AGN寄主星系具有较高的平均恒星质量、较低的平均恒星形成率和较老的平均恒星年龄。AGN寄主星系的平均星族年龄与星系群富度的依赖性不大,意味着其恒星形成历史对星系群环境不敏感。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 研究背景
•   1.1 星系群/团的类型划分及选择判据
•     1.1.1 星系团的分类及成员判据
•     1.1.2 星系群的类型及成员判据
•   1.2 AGN的相关研究
•     1.2.1 AGN的观测性质
•     1.2.2 AGN的光谱诊断
•     1.2.3 AGN的供燃机制
•   1.3 星系中恒星形成历史及淬火（quenching）机制
•   1.4 不同环境下AGN比例的研究
• 第2章 星系群富度对AGN和恒星形成活动的影响
•   2.1 数据和样本
•     2.1.1 基于SDSS DR12的星系群/团表
•     2.1.2 星系群/团成员星系的分类及物理参数
•   2.2 星系群中AGN和SFG性质
•     2.2.1 星系群富度对AGN和SFG的比例的影响
•     2.2.2 星系群成员星系的形态
•     2.2.3 星系群中AGN和SFG的径向分布
•     2.2.4 归一化密度的分布
•     2.2.5 恒星形成性质随星系群富度的变化
•   2.3 讨论
•   2.4 结论
• 第3章 总结与展望
•   3.1 总结
•   3.2 展望
• 附录A SVM在星系类型划分上的应用
•   A.1 什么是SVM?
•   A.2 用邻近高分辨率星系样本测试
•     A.2.1 经典C/A分类vs.两维SVM分类
•     A.2.2 经典C/A分类vs.四维SVM
•   A.3 应用于高红移星系样本
•   A.4 libSVM程序包
•     A.4.1 安装SVM等安装包
•     A.4.2 对星系的形态分类概述
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 李峰

导师: 袁啟荣

关键词: 活动星系核,发射线,星系群,星系团,演化

来源: 南京师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 天文学

单位: 南京师范大学

分类号: P15

DOI: 10.27245/d.cnki.gnjsu.2019.001007

总页数: 112

文件大小: 8451K

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