[论文解读] MaNGA: Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory

Anne-Marie Weijmans|St Andrews Research Repository (St Andrews Research Repository)|Aug 18, 2015

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 2被引用 3

一句话总结

MaNGA（Apache Point Observatory的邻近星系测绘）是SDSS-IV中的多目标积分场光谱巡天，利用17种不同尺寸的纤维积分场单元（IFU），对10,000个邻近星系的恒星和气体的分辨动力学及成分进行测绘。该巡天为星系演化提供了本地基准，揭示了恒星形成与星族性质的径向梯度，早期科学结果表明晚型星系中恒星形成从中心向内被抑制，且存在金属度梯度。

ABSTRACT

MaNGA (Mapping Nearby Galaxies at APO) is a galaxy integral-field spectroscopic survey within the fourth generation Sloan Digital Sky Survey (SDSS-IV). It will be mapping the composition and kinematics of gas and stars in 10,000 nearby galaxies, using 17 differently sized fiber bundles. MaNGA's goal is to provide new insights in galaxy formation and evolution, and to deliver a local benchmark for current and future high-redshift studies.

研究动机与目标

• 通过解析10,000个邻近星系中恒星与气体的动力学及成分，研究星系的形成与演化。
• 利用空间分辨光谱，为高红移星系研究提供本地基准。
• 理解内部与外部过程在抑制恒星形成及星系组分形成中的作用。
• 通过确保每个性质（恒星质量、环境、恒星形成率）的分箱中至少包含50个星系，实现统计上的稳健性。

提出的方法

• 使用17个多目标纤维积分场单元（IFU），其孔径直径为12至32角秒，每单元包含19至127根纤维，对星系的光谱进行空间分辨测绘。
• 将纤维接入BOSS光谱仪，波长覆盖范围为3600–10,300 Å，光谱分辨率R ≈ 1400–2600。
• 使用12个微型光纤束（每束7根纤维）进行通量定标，每块插件中配置92根天空纤维以进行背景扣除。
• 采用FIREFLY代码进行全谱拟合，并结合高分辨率星族模型，推导出恒星年龄、金属度、质量及尘埃消光图。
• 利用光谱指数（如Dn(4000)、EW(HδA)、EW(Hα)）的径向分布追踪恒星形成历史及抑制传播过程。
• 评估光谱束模糊效应对推导出的图与梯度的影响，尤其关注较小IFU及轻度加权性质的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 星系盘在今天如何生长？其所需的气体来自何处？
• RQ2 在现今宇宙中，驱动星系核球与椭圆星系生长的过程是什么？
• RQ3 恒星形成抑制是如何发生的？内部与环境过程各自扮演什么角色？
• RQ4 质量与角动量在星系组分中如何分布？这些组分随时间如何组装？
• RQ5 星族与恒星形成性质的径向梯度是什么？它们如何随星系类型变化？

主要发现

• 中心恒星形成星系表现出Dn(4000)的负梯度，以及EW(HδA)与EW(Hα)的正梯度，表明恒星形成抑制从中心开始并向外传播。
• 中心宁静星系在Dn(4000)、EW(HδA)与EW(Hα)上呈现平坦或微弱的梯度，表明其恒星形成历史在径向上变化极小。
• 晚型星系表现出平坦的年龄梯度与负的金属度梯度，与自外向内的盘面组装及径向混合一致。
• 球状星系表现出平坦的年龄梯度与负的金属度梯度，表明其化学富集过程随时间不均匀。
• 光谱束模糊效应在较小IFU中更显著，主要影响轻度加权的星族性质，对质量加权量的影响较小。
• 通过详细的光谱拟合，成功将尘埃消光与年龄及金属度的混淆从星族图中分离出来。