衛(wèi)星星系的恒星形成終止效率研究綜述

雷鳳杰（沈陽(yáng)師范大學(xué)　物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,沈陽(yáng)　110034）

衛(wèi)星星系的恒星形成終止效率研究綜述

雷鳳杰
（沈陽(yáng)師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,沈陽(yáng)110034）

星系中的恒星形成活動(dòng)減弱直至終止的過(guò)程被稱為星系的“quenching”過(guò)程。這種過(guò)程是目前星系形成與演化研究的前沿課題之一。在冷暗物質(zhì)基礎(chǔ)上的結(jié)構(gòu)形成框架下，當(dāng)恒星形成星系落入更大的暗暈時(shí)，由于變成衛(wèi)星星系可能導(dǎo)致其中的恒星形成活動(dòng)減弱甚至終止。本文對(duì)這種過(guò)程的quenching效率的表征參量、研究的最新進(jìn)展及存在的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。

暗物質(zhì)暈；衛(wèi)星星系；恒星形成；星系演化

0　引言

在標(biāo)準(zhǔn)冷暗物質(zhì)宇宙學(xué)模型下，暗物質(zhì)暈是結(jié)構(gòu)形成的基本單位。星系通常都鑲嵌在這種暗物質(zhì)當(dāng)中，它們是暗物質(zhì)暈內(nèi)氣體冷卻坍縮的產(chǎn)物。在這種理論框架下宇宙結(jié)構(gòu)形成是等級(jí)成團(tuán)的，即小質(zhì)量暗物質(zhì)暈率先形成，然后這些小暗暈逐漸通過(guò)并合而形成質(zhì)量越來(lái)越大的暗暈。星系的性質(zhì)與相應(yīng)暗物質(zhì)暈的性質(zhì)之間存在重要的關(guān)聯(lián)。

最近的觀測(cè)研究（如Stratevaetal.2001;Belletal.2012）表明：星系的結(jié)構(gòu)性質(zhì)（如顏色、形態(tài)、恒星形成率等）呈現(xiàn)“雙模”分布的特征：在顏色（恒星形成率）—星等（恒星質(zhì)量）關(guān)系圖上，星系主要集中分布在“藍(lán)云”和“紅序列”兩個(gè)區(qū)域。藍(lán)云星系（恒星形成星系）可能經(jīng)歷某（幾）種物理過(guò)程導(dǎo)致其中的恒星形成活動(dòng)減弱甚至終止，從而向紅序列星系（寧?kù)o星系）轉(zhuǎn)化——這種轉(zhuǎn)化過(guò)程被稱為星系的“quenching”過(guò)程，是當(dāng)前星系形成與演化研究的前沿課題之一。目前認(rèn)為影響星系quenching的因素主要有兩類：一是內(nèi)在因素（如：核球的增長(zhǎng)，AGN的活動(dòng)等）；二是外在因素（即環(huán)境影響，暗物質(zhì)暈）。

1　衛(wèi)星星系的quenching效率

1.1中心星系和衛(wèi)星星系

在等級(jí)成團(tuán)的結(jié)構(gòu)形成理論下，每個(gè)星系群（團(tuán)）中通常存在一個(gè)主導(dǎo)的星系，被稱為中心星系，而其它星系被稱為衛(wèi)星星系。在大多數(shù)情況下，星系群中質(zhì)量最大的星系是其中心星系，而一個(gè)孤立的星系即是其所在暗暈的中心星系。

1.2衛(wèi)星星系的quenching效率

最近的觀測(cè)研究（如Pengetal.2012;Knobeletal.2013）表明：從近鄰宇宙一直追溯至紅移z～0.8，在特定恒星質(zhì)量M下，統(tǒng)計(jì)上顏色為紅色的中心星系的比例通常比顏色為紅色的衛(wèi)星星系的比例小。在星系的演化過(guò)程中，當(dāng)藍(lán)色的中心星系落入更大的暗暈時(shí)，由于變成衛(wèi)星星系可能導(dǎo)致其中的恒星形成活動(dòng)終止。為了衡量這個(gè)過(guò)程對(duì)星系quenching的影響，定義。被稱為衛(wèi)星星系的quenching效率。

2　研究的最新進(jìn)展及存在的問(wèn)題

在近鄰宇宙，Pengetal.(2010,2012)利用SDSS巡天的星系群表分別研究了星系的恒星質(zhì)量和星系群環(huán)境對(duì)星系quenching的影響。結(jié)果表明衛(wèi)星星系的quenching效率約為0.4，且這個(gè)參量與恒星質(zhì)量沒(méi)有相關(guān)性。Knobeletal.(2013)利用COSMOS巡天的樣本把這方面研究推至更高紅移（z～0.8），結(jié)果表明衛(wèi)星星系的quenching效率在紅移0.1＜z＜0.8范圍內(nèi)約為0.5，與近鄰宇宙中的值差不多。需要指出的是這些研究都使用在靜止坐標(biāo)下的星系顏色（如U-B）來(lái)區(qū)分“恒星形成星系”和“寧?kù)o星系”。然而，由于受到星系塵埃紅化的影響，一些顏色為紅色的星系可能是含有大量塵埃的恒星形成星系，實(shí)際上其中的恒星形成活動(dòng)并未終止（見Wooetal.2013）。因此有必要對(duì)目前的研究結(jié)果做進(jìn)一步檢驗(yàn)。

3　總結(jié)

星系的quenching過(guò)程是目前星系形成與演化研究的前沿課題之一。本文對(duì)衛(wèi)星星系的恒星形成終止效率的表征參量、研究的最新進(jìn)展及存在的問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要闡述。指出未來(lái)的研究需要進(jìn)一步檢驗(yàn)塵埃紅化對(duì)現(xiàn)有的研究結(jié)果的可能影響。

[1] Bell Eric F. van der Wel Arjen, Papovich Casey, et al. 2012, ApJ, 753, 167.

[2] Knobel C., Lilly S. J. Kova? K., et al. 2013, ApJ, 769,24.

[3] Peng Ying-jie, Lilly Simon J. Kova? Katarina, et al. 2010, ApJ, 721, 193.

[4] Peng Ying-jie, Lilly Simon J. Renzini, Alvio, et al. 2012, ApJ, 757, 4.

[5] Strateva Iskra, Ivezi? ?el jko, Knapp Gillian R., et al. 2001, AJ, 122, 1861

[6] Woo Joanna, Dekel Avishai, Faber S. M.et al. 2013, MNRAS, 428, 3306.

更正

本刊2015年第3期227頁(yè)《基于物聯(lián)網(wǎng)的智能電網(wǎng)的通信與安全問(wèn)題研究》一文，因編排不慎誤將原文基金項(xiàng)目刪除，基金項(xiàng)目為：河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目：項(xiàng)目編號(hào)為：13210342。