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星系金属丰度及化学演化的研究

史菲  
【摘要】:本论文中,出于研究计算星系金属丰度方法之间存在的系统差异和氮元素起源的目的,我们使用电子温度方法和强发射线线比方法计算了两个星系样本;一个是观测自中国国家天文台兴隆观测站2.16m望远镜的包含72个蓝致密星系的样本,另外一个样本是选自SDSS DR3的星暴星系样本的氧元素和氮元素丰度。然后,我们以此为观测依据研究了星系的化学演化。 72个蓝致密星系的氧元素丰度的范围是12+log(O/H)=7.15到9.0。SDSSDR3中的星暴星系氧元素丰度的范围是12+log(O/H)=7.58到8.93。对于利用电子温度方法得到的元素丰度,我们的计算结果和前人电子温度方法得到的结果符合的较好,误差一般在~0.1 dex。另外,我们发现,利用电子温度方法和强发射线方法计算得到的氧元素丰度的结果相差非常大,特别是在高金属丰度星系中。为了研究不同的计算氧元素丰度的方法得到的结果的差异,我们使用不同的方法(R_(23)-,P-,N2-,以及O3N2-方法)计算氧元素丰度。我们发现,在蓝致密星系样本中,经验的强发射线方法一般比可靠性最好的电子温度方法给出的结果系统偏高,偏高的值平均介于0.09到0.25 dex;在SDSS DR3中的星暴星系样本中,R_(23)-方法给出的丰度平均比电子温度方法给出的丰度偏高0.2 dex,P方法与电子温度方法符合的较好,并且弥散很小;而N2以及O3N2方法与电子温度方法符合的比较好,但是弥散很大。 我们研究了蓝致密星系的光度-金属丰度关系。结果表明蓝致密星系的光度-金属丰度关系存在很好的线性正相关性。同时,我们发现矮星系(M_B>-18)的光度-金属丰度关系的斜率比亮星系(M_B<-18)的斜率要陡峭一些。高红移发射线星系的光度-金属丰度关系与低红移的发射线星系相比金属丰度更低,光度更高。另外,我们研究了N/O vs O/H关系。结果表明,在高金属丰度星系中,12+log(O/H)>8.2,氮元素主要是一个由各种质量恒星生产的secondary元素,在低金属丰度星系,12+log(O/H)<8.2,氮元素是由中等质量和大质量恒星生产的primary元素;在12+log(O/H)>7.95范围内,N/O vs O/H关系存在的较大的弥散可以由小质量恒星对氮元素的贡献来解释。 我们使用经过修改的(恒星形成历史和恒星形成效率有所不同)的Larsen et al。(2001)的化学演化模型研究蓝致密星系和星暴星系的化学演化。我们发现闭盒模型可以同时拟合高金属丰度星系和低金属丰度星系的N/O vs O/H,He/H vs O/H和μvs。O/H关系,和观测结果符合的很好。enriched wind模型对高金属丰度星系和低金属丰度星系和观测结果都不能很好的拟合,ordinary wind模型和同时包括内流和ordinary wind外流的模型只能拟合低金属丰度星系的化学演化,


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