射电展源与喷流现象

近年来宇宙喷流现象的普遍发现,对于展源形成的束模型给予了很大的支持。在此模型的理论框架下,主要传能机制是通过从星系中心喷射出的气流。根据这一模型,本文介绍了对喷流的能源,扩张,热斑形成和喷流弯曲等问题的研究情况;并从观测角度介绍了对展源性质的统计分析和喷流的一些观测性质。尽管喷流的物理状态还不很清楚,但不少观测事实显示着喷流中磁流体动力学不稳定性的存在。这种不稳定性并不总使喷流瓦解,但能够改变喷流的形态,并通过对非热粒子的加速,增强喷流的光度。近几年来对喷流中不稳定性的研究所取得的较大进展,加深了我们对展源形成的理解。     

LAMOST星系红移巡天的数值模拟研究:(Ⅰ)理论模型及模拟样本构造

基于N体数值模拟技术,给出在各种宇宙学模型框架下,产生LAMOST红移巡天的模拟样本的方法．在模拟样本构造中,采用双参数的tagrange偏袒模型,并结合LAMOST的设计,考虑了径向选择效应及巡天几何的限制;同时还根据星系形态和环境的关系,进一步对模拟样本的星系形态进行分类．选择APM的亮星系样本对模型进行检验,并通过计算其角相关函数和模型进行比较．计算结果表明,对包括所有形态的星系样本,模拟样本给出了和观测相符的结果,而对基于Postman和Geller的形态一环境关系所得到的不同形态的模拟星系分布,模拟样本中的椭圆星系和透镜星系不足以解释APM亮星系样本中的成团强度,即强偏袒效应．最后,从实测角度出发,对采用的模拟方法和样本进行评估．     

LAMOST星系红移巡天的数值模拟[3mm］研究:(I)理论模型及模拟样本构造

基于N体数值模拟技术,给出在各种宇宙学模型框架下,产生LAMOST红移巡天的模拟样本的方法. 在模拟样本构造中,采用双参数的Lagrange偏袒模型,并结合LAMOST的设计,考虑了径向选择效应及巡天几何的限制;同时还根据星系形态和环境的关系,进一步对模拟样本的星系形态进行分类. 选择APM的亮星系样本对模型进行检验,并通过计算其角相关函数和模型进行比较. 计算结果表明,对包括所有形态的星系样本,模拟样本给出了和观测相符的结果,而对基于Postman和Geller的形态环境关系所得到的不同形态的模拟星系分布,模拟样本中的椭圆星系和透镜星系不足以解释APM亮星系样本中的成团强度,即强偏袒效应. 最后,从实测角度出发,对采用的模拟方法和样本进行评估.     

椭圆星系一些动力学问题研究的进展

近年来有关椭圆星系的观测研究结果(包括对椭圆星系个体的研究和一系列的统计工作)揭示出一些以前尚不为人们所知的性质,使得关于椭圆星系的形态、动力学状态、形成及演化过程等的研究工作逐步深化。本文介绍的有关椭圆星系的观测结果主要包括:椭圆星系表面光度的径向分布和角向分布;通过光谱观测得到的椭圆星系自转速度和速度弥散度方面的结果。这些均和椭圆星系的动力学状态有着直接的联系,并且是研究椭圆星系形成、演化的重要依据。理论工作的介绍,重点在讲述几种椭圆星系的动力学模型和三种流行的关于椭圆星系形成、演化过程的理论.     

类星体的SiII与FeII吸收线性质

运用近年来模拟得到的半解析星系模型对类星体SiII(1260.4)及FeII(2600.2)两条谱线进行了模拟观测。用蒙特卡罗方法产生样本星系进行模拟观测,假设吸收线具有Voigt吸收谱,经过平滑及加入高斯噪声得到模拟谱线。考虑星系各部分强吸收(W>0.3)发现冷气体云吸收为68.8%(SiII)与48.9%(FeII),星系盘吸收为27.0%与51.1%,卫星星系吸收为4.2%与0%。同时发现吸收星系中心到视线距离RI与静止等值宽度W存在反相关关系。     

基于聚类的星系光谱分析

各类大型巡天项目产生了海量的天文数据,因此,需要研究适用于大规模数据的光谱自动处理方法。传统的基于谱线检测或BPT(Baldwin, Phillips, Terjevich)诊断图的星系光谱分类方法难以直接应用于星系光谱自动分类,相比之下,基于机器学习的光谱自动分析更适用于海量天文数据的分类研究。提出一种基于双层聚类的星系光谱分析方法。第1层采用k均值聚类算法将星系光谱分为吸收线星系和发射线星系,第2层使用CLARA(Clustering LARge Applications)聚类算法将发射线星系聚为5簇。对LAMOST DR5的星系数据进行实验,结果表明:(1)第1层k均值聚类能够成功将星系光谱分为吸收线星系和发射线星系,聚类簇与基于谱线检测的分类结果基本一致。(2)第2层CLARA聚类结果能够在BPT图中反映出不同的星系类型。(3)光谱聚类结果与颜色星等图分类存在预期的相关性。(4)k均值聚类和CLARA聚类能够适用于大规模数据自动分析处理,聚类结果能够很好地反映星系的物理性质和演化过程,簇心数据可以为光谱自动分类系统提供模板。     

活动星系核动量驱动反馈机制的研究

观测中发现星系中心超大质量黑洞的质量与星系核球速度弥散或星系核球质量之间存在紧致关系。一般认为这类关系是由活动星系核反馈造成的,但是活动星系核反馈过程的微观物理实现并不清楚。甚至活动星系核反馈的提出者(Silk)也对其有效性提出质疑。利用星系的观测数据重新考虑了活动星系核的反馈过程,检验了活动星系核反馈的有效性。收集了一个包括29个星系的样本,通过样本星系的观测数据对它们的势场和由动量反馈而致的气体壳层在势场中的运动做了更准确的研究,发现绝大多数星系的动量反馈是有效的。     

基于EfficientNet的星系形态分类研究

星系的结构和形态能够反映星系自身的物理性质,其形态的分类是后续分析研究的一个重要环节.EfficientNet模型使用复合系数对深度网络模型的深度、宽度、输入图像分辨率进行更加结构化的统一缩放,是一种新的深度网络优化扩展方法.将该模型应用于星系数据形态的分类研究中,结果表明基于EfficientNetB5模型的平均准确率、精确率、召回率以及F1分数(精确率与召回率的调和平均数)都在96.6%以上,与残差网络(Residual network, ResNet)中ResNet-26模型的分类结果相比有较大的提升.实验结果证明EfficientNet的深度网络优化扩展方法可行且有效,可应用于星系的形态分类.     

星系对的选择及其研究进展

“星系对”研究的飞速进展,得益于光谱红移巡天和多波段图像观测。选择的星系对数目不断增多,数据准确度和完备性不断提高,促进了与星系对相关的课题研究。首先介绍了星系对的选择情况,包括目前已选择的星系对数目和选择判据在实际应用过程中的改进和发展情况;讨论了数据的完备性对星系对选择和研究的影响,不同波段星系对选择的优缺点;其次概述了目前在星系对方面的研究课题;最后是对星系对研究的展望。     

星系际弥散恒星成分研究进展

对于星系际弥散恒星的研究是分别从观测、数值模拟和半解析模型这三个方面进行的.现在已经在邻近星系团及中低红移处观测到弥散恒星,甚至在Virgo及Coma星系团中观测到了单个的弥散恒星.观测数据的积累使得人们能够从统计上了解星系际弥散恒星的性质.研究表明星系际弥散恒星围绕着星系团势阱中心呈椭球状对称分布,其在星系团恒星总质...     

正常星系的射电连续辐射及HI辐射

本文综述了近年来世界上各大天文台站对正常星系的射电连续辐射和HI辐射的观测及研究。引述各型星系(E星系、旋涡星系、星系对)及星系核的射电观测的主要结果及其统计性质,对其中一些结果的物理机制进行初步探讨。     

面向类旋涡星系盘有效厚度的获取及图像处理方法

面向类(face-on)旋涡星系盘的有效厚度或标高不能通过表面亮度测光的方式测量.为了获得面向类旋涡星系盘的厚度参数,将基于三维星系盘引力势Poisson方程在等角对数螺旋型物质密度扰动情形下的解,运用一种解析法对面向类旋涡星系盘的标高进行测算.为了去除星系核球的光污染而获得旋臂最内点位置(r0)的重要参数,使用了在星系观测图像中扣除双成份(盘+核球)测光模型的图像处理方法.通过对旋涡星系相关结构参数的拟合测量,各得到了一个普通旋涡星系(S)与棒旋星系(SB)的有效厚度与相关参数,并给出了它们的球盘比(rb/rd)和星系盘的标长与厚度之比(rd/H).采用这种在观测图像中扣除双成份测光模型的方法,将更容易看清旋臂结构的最内端,因而这里获得的禁区半径r0的数值往往比从原星系图像上直接测量的数值要小,获得的星系盘有效厚度将更薄.     

近邻星系恒星形成区光谱观测研究

近年来随着国际8~10 m口径望远镜数目的不断增加,4 m及以下口径望远镜已成为中小型望远镜.如何利用中、小口径望远镜做出有影响的科学成果,须做到"有所为,有所不为".为此,自2013年开始针对国家天文台2.16 m望远镜推出了重点课题支持计划.介绍的"近邻星系恒星形成区光谱观测研究"为2.16 m望远镜支持的3个重点课题之一.它将利用2.16 m望远镜3 yr、每年30个暗夜或灰夜的观测时间,开展20个近邻、大星系中多个恒星形成区、平行星系主轴方向和垂直主轴方向的光谱观测,获得一个有显示度的、科学意义重要的近邻星系恒星形成区和径向分布的光谱样本.同时该课题还利用6.5 m多镜面望远镜(MMT)的观测时间,开展近邻、特大星系的恒星形成区的光谱观测.利用2.16 m望远镜和MMT望远镜观测得到的星系不同区域的光谱数据,结合已有的紫外、光学、红外波段宽带滤光片数据和BATC(Beijing-Arizona-Taiwan-Connecticut)15个中带滤光片数据,可开展星系尘埃消光、恒星形成率、金属丰度和星族特性二维分布等方面的研究;开展星系二维特性和星系形态、星系环境关系的研究.将介绍这个重点课题的科学意义、星系样本的选取、光谱观测策略和星系NGC 2403的光谱观测和初步研究结果.     

遥远星系团

由于以下几个原因,我们对研究遥远的星系团感兴趣: (1)我们可以看到星系在80亿至100亿年以前的情况,即可以研究它们的演化。 (2)我们同样可以研究星系团本身的演化。 (3)我们可以利用观测结果作宇宙学检验,特别是我们可以通过测量q_0的值得到宇宙中的质量。这样一种得到宇宙质量的方法,其优点是它给出了整体的解决办法,丢失质量不再成为问题,它已经被包含在内了。     

弱引力透镜形变信号及其图像精确处理

弱引力透镜形变信号的测量需要精确的图像处理,因为信号本身非常弱,椭率变化大小只有千分之几的强度,是其星系本身的内禀椭率形状噪音的几百分之一,需要叠加至少约1000幅图像才能从星系图像中得到信号。此外,观测设备的光学效应、大气扰动和CCD的像素化效应(点扩散函数)是图像处理的首要系统误差。怎样改正点扩散函数(PSF)的系统误差是弱引力图像处理的第一步,也是最重要的一步。首先详细介绍了引力透镜的基础理论和弱引力透镜作为其分支领域的特点。其次,介绍了基于重高斯化和圆化卷积核方法的图像处理管线的建立,利用Mandelbaum等人的图像模拟软件,将COSMOS的高分辨率空间图像变成低分辨率地面SDSS图像。最后,检验结果表明,对于一个椭率约为0.05的可加PSF系统误差,经过修正后,只有10~(-4)量级的残余;而PSF的另一个可乘系统误差则修正到1%以下。     

近邻活动星系核的燃料供给机制——空间可分辨观测的研究进展

活动星系核是星系中央的剧烈能量释放现象,伴随有光度高、尺度小、多光变和发射线强等观测特征。研究活动星系核的燃料供给机制不仅可以帮助人们认识黑洞的吸积和质量增长过程,而且对于人们了解黑洞与其寄主星系的共同演化过程也十分有意义。首先简要讨论了燃料供给中的四个关键问题。然后着重从哈勃空间望远镜的观测、光学和近红外积分视场光谱的观测,以及冷气体的观测三个方面介绍了近邻星系核区的观测结果并进行了讨论。上述观测研究表明,星系中的各类非轴对称性结构(如大尺度的棒,核棒套在棒内,核旋臂套在棒内,核区卵形扭曲套在棒内等)能够有效转移气体的角动量并使其向星系中央内流,因而对于活动星系核的燃料供给具有一定的作用。最后,对全文进行了总结并且对未来的研究做出展望。     

一个有限厚度旋涡星系模型

本文将三维引力势Poisson方程在一个特殊模式下的速变相一级渐近解用于三维定常模拟恒星盘。在考虑了垂直于星盘平面的运动和物理量的三维分布以后,得出了相应的色散关系。用Schmidt模型对银河系旋臂进行了实例计算,结果表明:在模拟太阳附近的两个主要旋臂——人马臂和英仙臂的情况下,在内林德布拉德共振圈和共转圈之间、在内林德布拉德共振圈以内以及在外林德布拉德共振圈以外等三个区域里,均可得到稳定模型。最后对在较厚旋涡星系中,螺旋波长随着离开星系盘中心平面的距离不同而变化的特征,作了一个简单的分析。我们认为,这种密度波波长随高度的变化或许可以解释以下观测现象:(1)在有些旋涡星系中旋臂有相当宽度。(2)在有些旋涡星系中,旋臂间界限不很分明。(3)在有些旋涡星系中,旋臂外侧亮度突然减弱,而内侧减弱很慢。     

一个有限厚度旋涡星系模型

本文将三维引力势Poisson方程在一个特殊模式下的速变相一级渐近解①用于三维定常模拟恒星盘。在考虑了垂直于星盘平面的运动和物理量的三维分布以后,得出了相应的色散关系。用Schmidt模型②③对银河系旋臂进行了实例计算,结果表明:在模拟太阳附近的两个主要旋臂——人马臂和英仙臂的情况下,在内林德布拉德共振圈和共转圈之间、在内林德布拉德共振圈以内以及在外林德布拉德共振圈以外等三个区域里,均可得到稳定模型。最后对在较厚旋涡星系中,螺旋波长随着离开星系盘中心平面的距离不同而变化的特征,作了一个简单的分析。我们认为,这种密度波波长随高度的变化或许可以解释以下观测现象:(1)在有些旋涡星系中旋臂有相当宽度。(2)在有些旋涡星系中,旋臂间界限不很分明。(3)在有些旋涡星系中,旋臂外侧亮度突然减弱,而内侧减弱很慢。     

COSMOS场中高红移大质量星系的形态分类研究

基于COSMOS(Cosmic Evolution Survey)天区的多波段测光数据和HST(Hubble Space Telescope)近红外高分辨率观测图像,利用质量限(恒星质量M*≥1010.5M⊙)选取了362个红移分布在1≤z≤3的星系样本,并对这些大质量星系的形态特征进行了分类研究.来自UVJ(U-V和V-J)双色图分类系统、目视分类系统、非模型化分类系统(基尼系数G和矩指数M20)和模型化分类系统(S′ersic index,n)的分类结果彼此相一致.相比较于恒星形成星系(SFGs),通过UVJ双色图定义的宁静星系(QGs)表现出致密的椭圆结构,而且G和n值偏大,但M20和星系有效半径(re)偏小.不同星系分类系统(双色图分类系统、非模型化分类系统和模型化分类系统)定义的SFGs和QGs样本,都明显存在星系的大小随红移的演化关系,这种演化趋势QGs比SFGs更剧烈,而且不依赖于星系分类方法的选择.     

H_2的中红外波段研究进展

近年来红外望远镜的发展使得研究人员可以利用红外光谱数据探测到H_2的旋转谱线。这些谱线来源于"温"的分子气体。首先介绍关于H_2辐射的研究现状以及目前的研究热点,然后着重讨论在中红外波段观测到的H_2辐射与恒星形成以及与总分子气体质量之间的关系。对使用不同方法和不同数据的工作进行数据和方法的交叉检验后发现:在恒星形成星系中,H_2在中红外波段的辐射与恒星形成相关,而在活动星系核中是由激波激发,与恒星形成无关;另外,星系中的总分子气体质量可由H_2在中红外波段的辐射通过建模推出。从不同类型的星系推出的总分子气体质量与H_2辐射的相关性不明显,但总分子气体表面密度与H_2辐射有一定的相关性。从几个方面对这一结果进行解释。最后,对全文进行了总结并对未来的研究做出展望。