[论文解读] The dark side of star formation in the Antennae galaxies

I. F. Mirabel, L. Vigroux+7 more|arXiv (Cornell University)|Feb 13, 1998

Astronomy and Astrophysical Research被引用 9

一句话总结

这篇论文揭示，通过红外空间天文台（ISO）的中红外观测发现，星系对相互撞的天体（Antennae galaxies）中最强烈的恒星形成发生在尘埃包裹的、光学波段不可见的非核区域。研究证明，仅依赖可见光会导致对星系并合过程中恒星形成活动的严重偏差，其中系统12.5–18 μm波段的15%光度来自一个半径50 pc的遮蔽结。

ABSTRACT

We compare mid-infrared images of the Antennae galaxies (NGC 4038/39) from the Infrared Space Observatory, with optical images from the Hubble Space Telescope. The mid-infrared observations show that the most intense starburst in this colliding system of galaxies takes place in an off-nucleus reg ion that is inconspicuous at optical wavelengths. The analyses of the mid-infrar ed spectra indicate that the most massive stars are being formed in an optically obscured knot of 50 pc radius, which produces about 15% of the total luminosity from the Antennae galaxies between 12.5 microns and 18 microns. The mid-infrared observations reported here demonstrate that the interpretation of star formation properties in colliding/merging systems based on visible wavelengths alone can be profoundly biased due to dust obscuration. The multiwavelength view of this nearby prototype merging system suggests caution in deriving scenarios of early evolution of high redshift galaxies using only observations in the narrow rest-frame ultraviolet wavelength range.

研究动机与目标

• 研究星系对相互撞的天体在光学波长以外的恒星形成分布与特性。
• 解决尘埃遮蔽在基于可见光数据解释恒星形成时引入的偏差问题。
• 确定遮蔽恒星形成区对系统总红外光度的贡献。
• 评估尘埃消光对基于紫外观测推导高红移星系演化情景的影响。

提出的方法

• 利用红外空间天文台（ISO）获取星系对相互撞星系的中红外图像。
• 将中红外数据与哈勃空间望远镜提供的高分辨率光学图像进行对比。
• 分析中红外光谱，以识别恒星形成区的物理条件与光度。
• 量化遮蔽结在12.5–18 μm波段的光度贡献。
• 使用空间与光谱诊断方法，确认存在一个大质量、尘埃包裹的星暴区域。
• 评估尘埃遮蔽对解释高红移星系类比体中恒星形成活动的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 星系对相互撞星系中最强烈的恒星形成发生在何处？该区域在光学波段是否可探测？
• RQ2 星系对相互撞系统中，中红外波段的总光度有多少来自尘埃包裹的恒星形成区？
• RQ3 尘埃遮蔽在多大程度上导致基于可见光观测对星系并合过程中恒星形成活动的解释产生偏差？
• RQ4 中红外观测如何改变我们对这一典型并合星系系统恒星形成历史的理解？
• RQ5 这些发现对基于静止系紫外数据推导高红移星系演化情景有何启示？

主要发现

• 星系对相互撞星系中最强烈的星暴发生在半径50 pc的结中，该结在光学上不显著。
• 该遮蔽结贡献了星系对相互撞系统在12.5–18 μm波段总光度的约15%。
• 中红外观测揭示了因尘埃消光而被光学观测掩盖的显著恒星形成活动。
• 本研究证明，仅依赖可见光波段数据会导致对星系并合系统中恒星形成活动的严重低估。
• 研究结果提示，在推断高红移星系早期演化时，仅使用静止系紫外观测需持谨慎态度。
• 多波段分析证实，尘埃包裹区域对于理解相互作用星系中真实的恒星形成总量至关重要。