[论文解读] Bar strength and star formation activity in late-type barred galaxies

L. Martinet, D. Friedli|arXiv (Cornell University)|Jan 15, 1997

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用 9

一句话总结

本研究利用32个非相互作用、bar属性测量精确的晚型棒旋星系样本，探究了棒强度与恒星形成之间的关联。研究发现，仅当棒既强又长时，星系才会表现出强烈的当前恒星形成，其驱动力为棒诱导的气体内流；数值模拟显示，年轻的强棒会触发强烈的恒星形成，并形成双峰金属度梯度，而随着时间推移，由于气体消耗，金属度梯度逐渐变平；相比之下，弱棒无法有效诱导显著的恒星形成或梯度平坦化。

ABSTRACT

With the prime aim of better probing and understanding the intimate link between star formation activity and the presence of bars, a representative sample of 32 non-interacting late-type galaxies with well-determined bar properties has been selected. We show that all the galaxies displaying the highest current star forming activity have both strong and long bars. Conversely not all strong and long bars are intensively creating stars. Except for two cases, strong bars are in fact long as well. Numerical simulations allow to understand these observational facts as well as the connection between bar axis ratio, star formation activity, and chemical abundance gradient: Very young strong bars are first characterized by a raging episode of star formation and two different radial gaseous abundance gradients, one steep in the bar and one shallow in the disc. Then, principally due to gas consumption, galaxies progressively fall back in a more quiescent state with a nearly flat abundance gradient across the whole galaxy. On the contrary, weak bars are unable to trigger significant star formation or to generate flat abundance gradients. The selected galaxies have tentatively been classified in four classes corresponding to main stages of secular evolution scenario.

研究动机与目标

• 理解晚型星系中棒强度与恒星形成活动之间的关联。
• 研究棒诱导的气体内流如何影响恒星形成与化学丰度梯度。
• 基于棒强度、长度与恒星形成活动，对棒旋星系进行演化阶段分类。
• 检验强棒是否与增强的恒星形成及更平坦的金属度梯度相关。
• 通过观测与数值模拟，探讨棒在持续演化中的作用。

提出的方法

• 选取了32个具有明确棒属性的非相互作用晚型棒旋星系代表性样本。
• 通过棒振幅与图案速度测量棒强度，并通过等高线分析确定棒长度。
• 利用H-alpha发射线量化当前恒星形成活动。
• 使用基于发射线比值（如R23）推导的径向气体金属度梯度，评估化学丰度变化。
• 开展数值模拟，以模拟棒触发的气体动力学与恒星形成过程。
• 基于棒强度、长度与恒星形成强度，将星系划分为四个演化阶段。

实验结果

研究问题

• RQ1 强而长的棒是否与晚型星系中增强的当前恒星形成活动相关？
• RQ2 棒强度如何影响气体金属度的径向分布及丰度梯度的形成？
• RQ3 棒诱导的气体内流在触发恒星形成事件中起什么作用？
• RQ4 为何一些强棒并未表现出高恒星形成活动？
• RQ5 在持续演化背景下，棒旋星系的观测属性如何随时间演变？

主要发现

• 所有当前恒星形成活动最强的星系均同时具备强而长的棒。
• 强棒通常也较长，在32个星系中仅有两个例外。
• 数值模拟显示，年轻的强棒会引发恒星形成的爆发，并在棒区域形成陡峭的金属度梯度，而在盘面区域形成平缓的梯度。
• 随着时间推移，气体消耗导致恒星形成减少，整个星系的金属度梯度趋于平坦。
• 弱棒无法有效触发显著的恒星形成或改变化学丰度梯度。
• 该样本支持棒旋星系存在四阶段的持续演化情景，即从强烈恒星形成逐渐演变为宁静状态，直至气体耗尽。