星族年龄、金属丰度和恒星形成率是星系的重要物理参数。金属丰度是示踪星系过去的恒星形成活动的一个重要指标。恒星形成率(SFR)对于理解星系的诞生和演化至关重要,它提供了星系中气体的含量以及恒星形成效率等信息。近邻星系由于其视大小较大,可以在更宽的波长范围内进行高空间分辨的图像和光谱观测,因此它是研究星系形成与演化的理想天体物理实验室。

新疆天文台光学天文与技术应用研究室科研人员魏鹏等人利用国家天文台2.16m望远镜和美国6.5m MMT望远镜对近邻相互作用星系M51-NGC5195中恒星形成区(H II)的高空间分辨率光谱观测数据,细致的研究了这些H II区的物理特性,包括气相尘埃、星族年龄、恒星形成率面密度和气相金属丰度。研究者发现M51的核球及围绕核球的恒星形成环区域的气相金属丰度呈现正梯度径向分布(图1),这可能是核球主导的星系由于内部恒星形成熄灭而导致的化学增丰冻结。M51星系盘气相金属丰度径向轮廓呈现负梯度分布,这支持了M51为“inside-out”的星系增长模式。

该研究论文发表于《太平洋天文学会汇刊》杂志(PASP, 2020, 132, 094101)。文章链接:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1538-3873/ab9d92

M51中H II区金属丰度的二维分布和径向分布图

左图:等高线表示Hα流量的等光度轮廓。右图:实心圆圈和空心圆圈分别代表研究人员工作中获得和Croxall et al. (2015)获得的数据点。黑色星号及垂直误差棒分别表示半径区间内的平均气相金属丰度和统计标准差,而水平误差棒表示某半径区间内的范围。蓝色虚线是R/Re < 0.4 范围内的正梯度,而蓝色实线展示了R/Re > 0.4 范围内的负梯度。

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