[论文解读] The ESO Nearby Abell Cluster Survey VIII. Morphological and spectral classification of galaxies

T. Thomas, P. Katgert|University of Twente Research Information|Oct 10, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 46被引用 3

一句话总结

本研究利用CCD成像和光谱观测，对ESO近邻阿贝尔星系团巡天（ENACS）中的2,295个星系进行了形态学和光谱分类。结果显示，光谱类型在83%的可靠性下可区分早型与晚型星系，并揭示了哈勃类型、颜色与金属丰度之间存在强烈相关性——将颜色-星等关系扩展至旋涡星系，表明较暗的星系比明亮星系更蓝且金属丰度更低。

ABSTRACT

We have determined the morphological types of 2295 galaxies from the ESO Nearby Abell Cluster Survey (ENACS) from CCD images made with the Dutch telescope on La Silla. The reliability of our classification appears to be quite comparable to that of other classifiers. Recalibration of the ENACS spectral classification shows that early- and late- type galaxies can be distinguished from their spectra with 83% reliability. Ellipticals and S0 galaxies cannot be distinguished spectrally, while spectral classification of late spirals has a reliability of 70%. We derive average pseudo-colors and linestrengths from the ENACS spectra for the galaxies of different morphological types, considering bright (M <= -20) and faint (M > -20) subsets of the galaxies without emission lines (non-ELG) separately. We find a strong and significant correlation between the average color and the average strength of the metal absorption lines. The average metallicity decreases and the average color gets bluer towards later Hubble type. In each morphological class the faint galaxies are bluer and less metal-rich than the bright ones. This extends the well-established color-magnitude relation of early-type galaxies to (late) spirals. Bright early spirals may, on average, have somewhat stronger H-delta absorption than the other galaxies, which could be due to recent starformation. The galaxies with emission lines (ELG) have a bluer spectral continuum than the non-ELG, and the amount of blueing hardly depends on morphological type. The fraction of ELG depends strongly on morphological type but it varies very little with projected distance from the cluster center.

研究动机与目标

• 利用拉西拉天文台1.5米荷兰望远镜获取的CCD图像，对ESO近邻阿贝尔星系团巡天（ENACS）中的2,295个星系进行精确的形态学分类。
• 基于新的形态学分类，重新校准ENACS星系现有的光谱分类，以提高分类的可靠性。
• 研究星系团中形态学类型、光谱特性、颜色和金属丰度之间的相关性。
• 分析光谱特征（如连续谱斜率和谱线深度）随光度和形态学类型的变化，特别是有/无发射线星系之间的差异。
• 通过分析不同形态学类型和星系团半径范围内Hδ吸收线深度和发射线分数，评估近期恒星形成与环境效应在星系演化中的作用。

提出的方法

• 通过目视检查拉西拉天文台1.5米荷兰望远镜获取的高分辨率CCD图像，对2,295个星系进行形态学分类。
• 通过与文献中450个星系的分类结果对比，验证了新形态学分类的可靠性，其一致性与其它专家分类器相当。
• 利用新的形态学分类重新校准光谱分类，使基于光谱的早型与晚型星系区分更加准确。
• 根据形态学类型和光度（MR ≤ -20 与 MR > -20）对ENACS光谱数据提取伪色指数和谱线深度（如金属吸收线）。
• 应用统计分析方法，研究平均颜色、金属丰度、哈勃类型与光度之间的相关性，包括非发射线星系（非-ELG）和发射线星系（ELG）的子样本。
• 量化发射线分数随形态学类型和投影星系团半径的变化，以评估环境因素与内在因素对气体含量和恒星形成的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 当结合形态学类型时，光谱分类在多大程度上能可靠地区分早型与晚型星系？
• RQ2 在星系团星系中，平均光谱颜色和金属丰度（通过吸收线深度测量）与哈勃类型和光度的相关性如何？
• RQ3 颜色-星等关系在多大程度上可从早型星系扩展至晚型旋涡星系？
• RQ4 发射线分数与形态学类型之间的关系如何？该分数是否随星系团中心的投影距离显著变化？
• RQ5 是否存在光谱指标（如增强的Hδ吸收）表明在明亮早型旋涡星系或其他形态学类型中存在近期恒星形成？

主要发现

• 当结合形态学类型时，光谱分类对早型与晚型星系的区分可靠性达83%，且仅凭光谱对晚型旋涡星系的分类可靠性超过70%。
• 哈勃类型与平均颜色及金属丰度之间存在强烈且显著的相关性：随着哈勃类型向后移，金属丰度降低，颜色变蓝。
• 颜色-星等关系可扩展至晚型旋涡星系：同一形态学类型中，较暗星系比其明亮对应体更蓝且金属丰度更低。
• 较暗的S0星系与较亮的早型旋涡星系具有极为相似的颜色和金属丰度，表明尽管形态差异明显，但二者可能存在物理相似性。
• 明亮早型旋涡星系的Hδ吸收略强（约2σ显著性），提示可能存在近期恒星形成，但该效应较微弱。
• 具有发射线的星系（ELG）的连续谱比非ELG更蓝，且蓝化程度几乎与形态学类型无关；ELG分数在椭圆星系中为4±1%，在晚型旋涡星系中达59±4%，且在星系团半径范围内变化极小。