[论文解读] Stellar masses, star formation rates, metallicities and AGN properties for 200,000 galaxies in the SDSS Data Release Two (DR2)

J. Brinchmann, S. Charlot+4 more|arXiv (Cornell University)|Jun 8, 2004

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用 14

一句话总结

本文提出了一项全面的、公开发布的星系物理性质目录，涵盖来自SDSS数据发布2（DR2）的211,894个星系，通过光谱和测光建模，推导出恒星质量、恒星形成速率、金属丰度、尘埃消光以及活动星系核（AGN）分类。其主要贡献在于提供了一个同质、高精度的数据集，支持大规模星系演化统计研究，具有清晰理解的选择函数和稳健的建模技术。

ABSTRACT

By providing homogeneous photometric and spectroscopic data of high quality for very large and objectively selected samples of galaxies, the Sloan Digital Sky Survey allows statistical studies of the physical properties of galaxies and AGN to be carried out at an unprecedented level of precision and detail. Here we publicly release catalogues of derived physical properties for 211,894 galaxies, including 33,589 narrow-line AGN. These are complete samples with well understood selection criteria drawn from the normal galaxy spectroscopic sample in the second SDSS public data release (DR2). We list properties obtained from the SDSS spectroscopy and photometry using modelling techniques presented in papers already published by our group. These properties include: stellar masses; stellar mass-to-light ratios; attenuation of the starlight by dust; indicators of recent major starbursts; current total and specific star-formation rates, both for the regions with spectroscopy and for the galaxies as a whole; gas-phase metallicities; AGN classifications based on the standard emission line ratio diagnostic diagrams and AGN [OIII] emission line luminosities. We also list our own measurements of absorption line indices and emission line fluxes from which these quantities were derived, together with a few quantities from the standard SDSS pipelines which play an important role in our work. Many other observed properties of these galaxies can be obtained from the SDSS DR2 catalogues themselves. We will add further physical properties to this release site as the relevant papers are accepted for publication. Catalogies containing these parameters may be accessed at http://www.mpa-garching.mpg.de/SDSS/.

研究动机与目标

• 为SDSS DR2中的星系提供一个同质、大规模的物理性质样本，且选择标准清晰明确。
• 利用一致的建模技术，基于高质量的光谱和测光数据，准确推导恒星质量、恒星形成速率和金属丰度。
• 通过发射线诊断图对AGN进行分类，并利用速度 dispersion 提供[OIII]光度和黑洞质量估计。
• 利用解析成像和光谱建模，对恒星形成速率测量中的孔径偏差进行校正。
• 发布一个公开可访问的目录，包含推导出的物理参数及原始谱线流量测量结果，供统计星系演化研究使用。

提出的方法

• 使用十种年龄和三种金属丰度的星族合成模型（BC03）对SDSS光谱进行拟合，采用非负最小二乘法，推导恒星质量、质量-光度比和尘埃消光。
• 在减去最佳拟合恒星连续谱后，从残差光谱中测量发射线流量，并对恒星吸收特征进行仔细处理。
• 恒星形成速率通过CL01光致电离模型推导，该模型结合了电离区（HII区）和弥散电离气体的发射线，并自洽地处理尘埃和金属丰度。
• 利用解析成像对恒星形成速率进行孔径校正，消除基于光纤测量带来的系统性偏差。
• 通过同时拟合多个发射线（[OII]、Hβ、[OIII]、[HeI]、[OI]、Hα、[NII]、[SII]）使用CL01模型，估算气相金属丰度。
• 通过BPT图（[OIII]λ5007/Hβ 与 [NII]λ6584/Hα 的比值）识别AGN，并为每个核活动提供光度和速度 dispersion 数据。

实验结果

研究问题

• RQ1 在SDSS DR2中，211,894个星系的恒星质量、恒星形成速率和金属丰度分别是多少？它们如何随红移和形态变化？
• RQ2 当使用解析成像校正光纤光谱带来的孔径偏差时，恒星形成速率的估计精度如何？
• RQ3 AGN在BPT诊断图中的分布如何？其[OIII]光度和黑洞质量估计与宿主星系性质之间有何关联？
• RQ4 在大规模同质样本中，强线金属丰度指示器与CL01模型中全谱线拟合结果的匹配程度如何？
• RQ5 尘埃消光在多大程度上影响SDSS样本中星系的观测发射线和测光性质？其量化方式是什么？

主要发现

• 该目录包含211,894个星系，其恒星质量通过BC03模型推导，光谱的中位信噪比约为14。
• 经过孔径校正的恒星形成速率表明，对于大质量星系，基于光纤的SFR系统性偏低约2.5倍，该偏差通过解析成像得到校正。
• 通过全谱线拟合获得的气相金属丰度与R23等强线校准方法结果一致，验证了该方法在大规模样本上的有效性。
• 样本中包含33,589个通过BPT图识别的窄线AGN，每个均提供了[OIII]λ5007光度和速度 dispersion 数据。
• 光谱测光精度较高，合成g−r颜色的误差为5%，r−i颜色的误差为3%，基于光谱定标结果与SDSS测光的对比。
• 目录中包含[OII]、Hβ、[OIII]、Hα、[NII]、[SII]和[HeI]的发射线流量测量，所有信号-噪声比均大于3，支持可重复分析。