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旋涡星系光度函数与倾角的关系及尘埃消光的统计分析

肖泉宝  
【摘要】: 基于Sloan数字巡天(SDSS)第二批释放的数据(DR2),我们在u,g,r,i,z五个宽波段分别构建了完备的旋涡星系样本。根据旋涡星系的视轴比b/a(旋涡星系倾角的一个表征量),我们把每个波段的样本分别细分为15个子样本,并计算了每个子样本中的旋涡星系的光度函数。通过比较发现:在每一个波段,旋涡星系光度函数的暗端斜率α与倾角之间都不存在明显的依赖关系,而特征星等M~*随着倾角的变大系统地变暗。在消光最大的u波段,侧向(edge-on)的旋涡星系特征光度比正向(face-on)旋涡星系的特征光度暗1.5个星等,即使在消光最小的z波段,这种差异也有约0.54个星等。这些结果证实了旋涡星系是光学厚的系统,而且也说明了尘埃主要分布在盘上。 为了定量研究光度函数与倾角的关系,我们假设了一个简单的线性消光模型:视轴比为b/a的旋涡星系相对于正向的旋涡星系特征星等之间的差△M~*=-γlog(b/a)。拟合结果显示:对于u,g,r,i,z每个波段,该模型都能很好地用来描述光度函数的特征星等与倾角之间的关系。由于视轴比是倾角的一个表征量,只有在理想情况下(星系盘无限薄),它才能表示倾角的具体大小。考虑到这个原因,我们用数值模拟的方法重新计算了星系的倾角θ,并用cosθ替代视轴比来拟合了特征星等与倾角之间的关系。我们发现,在每一个波段,用cosθ作为模型参量拟合的结果比直接采用视轴比b/a作为模型参量拟合的结果更好。 利用在5个波段消光模型中的最佳拟合参量γ(特征消光值),可以限定消光曲线模型:τ_λ∝(λ/5500(?))~(-n),我们拟合的结果为n=0.96±0.04。 另外,用Kauffmann等人给出的DR2中星系在z波段的消光值A_z,我们研究了旋涡星系消光大小与旋涡星系光度之间的相关性,我们发现旋涡星系的消光大小与它们的光度相关性很弱,而正向星系与侧向星系之间的消光差异与光度基本无关。在z波段,用A_z计算了消光改正后的旋涡星系光度函数;并用本文工作中得到的消光曲线,我们将A_z外推到其它四个波段并分别估算了每个波段旋涡星系消光改正后的光度函数。最后结果显示,从z波段到u波段,未经尘埃消光改正的旋涡星系光度函数的特征星等比消光改正后的光度函数的特征星等暗0.5到1.2个星等。由此可见,消光改正前后的旋涡星系光度函数之间存在明显差异,未经过消光改正的旋涡星系光度函数都是表观的,而非内禀。


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