星系团中最亮早型星系的测光研究

星系团是宇宙中最大的引力束缚系统，其中心的最亮星系（BCG）是星系形成与演化重要的研究对象之一。在观测上，是否BCG在z<1继续通过干并合（dry merger）进行演化目前还存在争议。以前研究的中等红移BCG样本大多选自X射线星系团且数目较小，在分析中多使用基于模型拟合的参量。我们已从COSMOS场中选取了两个更大的中等红移（0.3<z<0.8）的早型BCG样本，并已经掌握COSMOS图像的测光方法，拟从以下三方面研究中等红移早型BCG的测光性质：1）BCG的面亮度轮廓和颜色梯度；2）BCG的大小、光度和标度关系；3）证认BCG的主、干并合（major dry merger）事件，统计其并合比例。对比我们早期对近邻（z<0.1）早型BCG的研究结果，理解早型BCG在约7Gyr内的演化。本项目对早型BCG的dry merger形成模型提供很强的观测限制。

星系团中最亮的星系（BCG）一直是星系形成与演化领域重要的研究对象之一。它们通常处在星系团的中心附近，形态以早型为主。在观测上，是否BCG在红移z<1继续通过干并合（dry merger）进行演化仍存在争议。我们结合哈勃空间望远镜（HST）高分辨率图像数据和斯隆数字化巡天（SDSS）观测数据，利用多波段面源测光技术对早型BCG的观测性质进行了研究。主要如下：（1）从COSMOS场中证认了一个处于主、干并合(major dry merger)阶段的中等红移（0.3<z<0.6）BCG样本。通过研究主并合率的演化，我们表明主、干并合是z<0.6的BCG质量组装(assembly)的主要途径（Liu et al.2005,MNRAS,447,1491）；（2）通过分析HST多波段图像，我们在GOODS-South场内一个候选星系团中证认了一个红移z=1.096的具有延展恒星晕的BCG星系(cD型星系)。我们研究了这个红移z~1的BCG在近邻BCG的标度关系上的位置，讨论了BCG的标度关系（尺寸-质量关系等）的可能演化（Liu et al.2003,ApJ,769,147）；(3) 研究了BCG中的恒星族和恒星形成活动性质（Liu et al.2005,MNRAS,447,1491; 2012a,MNRAS,423,422; 2012b,SCPMA,55,354）。结果表明红移z<1的早型BCG由年老星族主导，其中的恒星形成活动很弱；红移z=0.1-0.4的光学选的BCG样本中仅~0.5%具有较强的恒星形成活动，且这些恒星形成活动对恒星总质量的平均贡献仅仅~1%。这些研究为BCG在z<1内的演化提供了很强的观测限制，表明(major) dry merger在BCG的晚期恒星质量组装和尺寸增长过程中起重要作用。