[论文解读] Statistics and properties of HII regions in a sample of grand design galaxies I. Luminosity functions

M. Rozas, J. E. Beckman+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 11, 1995

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 7

一句话总结

本研究利用高分辨率Hα图像对四个旋臂结构清晰的螺旋星系（NGC 157、NGC 3631、NGC 6764、NGC 6951）进行了HII区域性质分析。研究构建了星系盘面整体以及旋臂区与旋臂间区域的光度函数，发现其中三个星系的旋臂区与旋臂间区域的光度函数斜率一致，表明这两类区域的大质量恒星形成过程相似。

ABSTRACT

We present new high quality continuum-subtracted H alpha images of the grand-design galaxies NGC 157, NGC 3631, NGC 6764 and NGC 6951. We have determined the positions, angular sizes, and fluxes of their individual HII regions, and describe statistical properties of the HII region samples. We construct luminosity functions for all the HII regions in the disc and separately for arm and interarm zones for each galaxy. The slopes of the luminosity functions for the complete sample agree well with values published for other spiral galaxies of comparable morphological type. For three galaxies we determined the slopes of the luminosity functions for the spiral arm and interarm zones separately. We find that for NGC 157, NGC 3631, and NGC 6951 these slopes are equal within the errors of determination. We compare our results to those found from earlier work, specifically for M51 and NGC 6814, and discuss implications for massive star forming processes.

研究动机与目标

• 利用高质量Hα成像技术，研究旋臂结构螺旋星系中HII区域的统计特性。
• 分别构建星系盘面、旋臂区与旋臂间区域的HII区域光度函数。
• 比较旋臂区与旋臂间区域光度函数的斜率，评估大质量恒星形成效率的差异。
• 评估本研究中旋臂结构星系的HII区域特性是否与同形态类型其他螺旋星系的特性一致。
• 通过与先前关于M51和NGC 6814的研究结果对比，探讨大质量恒星形成过程的启示。

提出的方法

• 采用高分辨率观测技术，获取四个旋臂结构星系的消光处理后Hα图像。
• 从Hα图像中识别并测量单个HII区域的位置、角直径和流量。
• 为每个星系的整个盘面以及分别的旋臂区与旋臂间区域构建光度函数。
• 计算旋臂区与旋臂间区域光度函数的斜率，以比较恒星形成活动。
• 使用统计分析评估不同区域间光度函数斜率差异的显著性。
• 将结果与先前关于M51和NGC 6814的研究进行对比，以在更广泛的星系HII区域统计背景下定位本研究的发现。

实验结果

研究问题

• RQ1 旋臂结构星系中HII区域的光度函数在旋臂区与旋臂间区域是否表现出不同的斜率？
• RQ2 本样本中HII区域的光度函数与同形态类型其他螺旋星系的光度函数相比如何？
• RQ3 在旋臂结构星系中，旋臂区与旋臂间区域的大质量恒星形成速率是否存在显著差异？
• RQ4 NGC 157、NGC 3631、NGC 6764与NGC 6951中HII区域的统计特性是否与M51和NGC 6814中观测到的特性一致？
• RQ5 光度函数斜率揭示了不同星系环境中大质量恒星形成效率与分布的哪些信息？

主要发现

• 四个星系整个盘面的光度函数斜率与同形态类型其他螺旋星系报告的数值一致。
• 对于NGC 157、NGC 3631与NGC 6951，旋臂区与旋臂间区域的光度函数斜率在测量误差范围内无法区分。
• 在分析的三个星系中，未发现旋臂区与旋臂间区域HII区域光度分布存在显著差异。
• 结果表明，旋臂结构星系中大质量恒星形成过程在旋臂区与旋臂间区域的效率相似。
• 研究结果支持旋臂结构星系中HII区域特性与其它螺旋星系一致的观点，强化了恒星形成的一般模型。
• 本研究为旋臂结构星系中不同星系结构内HII区域光度分布的均匀性提供了实证支持。