星系冷气体的标度规律和空间分布研究

在观测和理论发展的共同推动下，"冷气体"和"高红移"成为当前星系形成领域的重要研究方向。本项目结合冷气体、光学观测数据和数值模拟系统地研究z=0和1处星系中性氢和分子氢质量与其它物理性质的关联（标度律）以及冷气体含量与星系空间分布的关系（成团性），并据此构建星系冷气体性质与暗物质晕之间统计关系的暗晕占据分布模型（HOD），从而将星系冷气体观测纳入到理解和限制星系形成理论的工作中来。将使用目前最新最大的星系冷气体观测样本，包括低红移的中性氢巡天ALFALFA和GASS、分子气体巡天COLD GASS，以及MPE的Genzel小组的高红移分子气体观测数据。还将使用SDSS和DEEP2光学巡天的星系样本和星系群表，以及基于Millennium数值模拟的半解析模型星系表。这些高质量数据是本项目科学目标顺利实现的保障。研究结果不仅有助于认识星系形成，还为未来高红移气体观测项目提供启示。

本项目计划利用现有的光学和射电巡天观测数据，系统地研究星系的恒星成分和冷气体成分的统计关联、及其对星系所处环境的依赖关系，试图通过这些研究对星系形成和演化理论的提供限制，并为未来高红移气体观测项目提供启示和指导。在项目执行期间，项目组利用公开的SDSS、DEEP2、ALFALFA巡天数据以及项目组参与实施的GASS、COLD GASS和Bluedisk Project等观测项目，结合Millennium数值模拟和项目组自主完成的流体动力学数值模拟，从观测和理论上研究了星系的气体含量和恒星成分，按照项目计划书完成了大量工作，主要包括：参与SDSS-IV国际项目并研究星系恒星形成历史的二维分布、星系内部中性氢气体的二维分布、星系冷气体含量的空间分布研究、测量中央星系暗物质晕质量并研究星系-暗晕统计关联、星系质量和颜色的空间分布及其演化、卫星星系在其中央星系周围的分布、星系空间取向与大尺度结构的关系、星系棒结构与环境的统计联系、星系相互作用与活动星系核的内在联系、红移空间三点相关函数的理论模型。这些研究工作是我们加深了对星系内部冷气体和星族性质的标度关系以及与星系空间分布之间的统计关联的认识，为星系形成理论提供了有力限制。本项目在四年执行期间共发表19篇SCI论文。