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               椭圆星系的颜色梯度

一. 研究目标

    人们在很久以前就希望通过研究星系的恒星组成和星际介质来研究星系的形成和演化过程。但是由于星系距我们都很遥远,我们对所有巨椭圆星系的信息都来自测量星系的积分量上,它们包括色指数、能量分布和光谱特征等等。 Burstein( 1985) 、 O'Connell(1986)、Pickles(1989) 和 Baum(1990) 发表过一些关于这方面的综述论文。由于椭圆星系中的恒星的年龄弥散较小, 尘埃及恒星形成特征不很明显,使得椭圆星系成为研究其形成过程和其中恒星性质较方便的良好样本。近年来, 关于椭圆星系的观测资料不断增加。尤其是使用了CCD之后,  人们已经确定了一些星系的测光性质, 如: 星系的核心结构、 颜色梯度等(Illingworth and Franx, 1990)。我们的主要工作是围绕着巨椭圆星系展开的。希望能够确定椭圆星系的年龄、金属丰度、恒星的速度弥散等信息。我们利用银河系中各种恒星的光谱,对星系的光谱进行拟合,得到星系光辐射中各种恒星所做的贡献。如果能够很好地确定以上参数,  我们就能够分析椭圆星系的演化过程并希望能够了解椭圆星系的形成过程。

.  研究内容

星系作为宇宙的基本单元,它包括了几乎全部的可见物质。星系构成的是循环系统。在这种系统中,恒星诞生、演化和灭亡,然后将其部分物质散到星际介质当中去。在不断丰富的星际物质中又会有新的恒星诞生。星系按其形态被分成椭圆星系、旋涡星系和不规则星系。椭圆星系在性质上与其它星系的主要区别在于它有几乎靠随机运动维持的椭球外形,原则上没有或只有很弱的内部结构,其亮度从中心向外单调递减。椭圆星系的性质不仅由其形状决定,而且取决于它的光度、年龄、金属丰度等等。完全确定一个椭圆星系需要至少两个参数,随着观测技术的不断提高,尤其在广泛使用CCD之后,对椭圆星系的认识不断加深。人们以可以确定部分椭圆星系的表面亮度轮廓,发现许多巨椭圆星系的内部次结构,还找到许多星系参数之间的相关关系。根据日益丰富的观测事实,人们不断完善各种理论模型来探讨椭圆星系的形成和演化。但是,目前的观测资料还很欠缺,理论也还十分粗糙,不足以完全确定椭圆星系的形成和演化过程,尤其是巨椭圆星系在星系团中的作用等问题还有待于进一步探讨。我们希望通过进一步的CCD光谱和测光观测, 尤其是高空间分辨的红外CCD成像观测, 来研究以巨椭圆星系为主的椭圆星系,最终得到我们对椭圆星系形成和演化的独特观点。

.. 工作进展

       统计表明,从星系中心的到边缘有颜色梯度。星系的中心颜色较红,而边缘颜色变蓝。但是对于椭圆星系,这个颜色梯度很弱。一般只能观测到0.030.05星等的变化。对巨椭圆星系就显得更小。颜色梯度的存在,表明星系内部恒星成分或环境的变化。因此,要对星系的恒星成分进行分析研究,首先需要能够准确地测量出星系表面颜色的变化情况。

                      

    对于近邻的巨椭圆星系,由于其较高的视亮度和视尺度,我们较容易得到高质量的观测结果。但是由于其视角过大,以往的CCD图像观测的视场难以覆盖整个星系或勉强覆盖整个星系。由于在图像上,星系周围没有足够的区域来确定天空背景的强度,因此无法准确地改正图像上星系的天空背景,从而很难得到可靠的颜色梯度。

利用BATC图象测光系统大视场和多颜色的特点,我们对NGC 4486NGC4472两个大面源椭圆星系进行了三个颜色的观测。我组研究生赵冰已对图像数据进行了初步的处理并试图得到星系表面的颜色梯度。这部分工作还需进行进一步的数据处理,并对测量误差进行认真分析。这个工作暂时停止,待其他工作完成后继续进行。

 

 

 

参考文献  

 

[1]Burstein,D.,1985,PASP.97,89

[2]O'Connell, R. W., 1986, In Stellar Populations, Ed.C.A.Norman, A.Renzini, M.Tosi,    P.167, Cambridge Univ. Press.

[3]Pickles,A.J., 1989, Evolution phenomena in galaxies,p.398, Eds. J.E.Beckman and B.E.J.Pegel

[4]Baum, W.A., 1990,Evolution of the universe of galaxies, Astronomical Society of the Pacific Conference Seris, p.119, Vol.10, Ed. R.G.Kron

[5]Illingworth, G.D., Franx, M., 1990,in Evolutionof the Universe of Galaxies,   Edwin Hubble Centennial Symposium,Vol.10 Ed. Richard G. Kron P.82