用Herschel卫星数据对近邻星系中恒星形成区的恒星形成率的定标研究

如何确定恒星形成率（SFR）是星系形成与演化中的关键问题之一。作为Herschel空间天文台的重点观测项目KINGFISH的项目成员，我们将第一时间获得KINGFISH样本星系（61个源）的远红外波段观测数据。利用在该波段（70微米、100微米和160微米）前所未有的高空间分辨率成像观测，并结合已有的紫外、Paα, Hα，Spitzer 8微米和24微米等成像资料，我们将对这些星系中的恒星形成区进行用Hα或紫外与远红外波段相结合作为恒星形成率指示器的定标研究。此项研究将为高红移星系的恒星形成率的确定提供更为准确的工具，同时也将为我们理解近邻恒星形成星系中年轻和年老星族对远红外波段辐射贡献的异同提供一个全新的认识。

恒星形成率是衡量星系中恒星形成快慢的物理量。它的精确程度影响着我们理解星系形成和演化历史的准确度。近年来人们根据能量守恒原理提出的Hα或紫外与红外光度相结合来计算恒星形成率的方法大大提高了在缺乏基于光谱数据的尘埃消光信息的情况下恒星形成率的计算精度。但这些研究主要是以星系整体为研究对象进行的。对于物理环境可能与高红移星系更为接近的星系中恒星形成区的恒星形成率的确定，只有Hα与24微米相结合被进行了研究。对于占总红外光度更大份额的远红外波段，由于空间分辨率的限制，定标无法得以实现。另外，对于在高红移被广泛应用的紫外与红外相结合确定恒星形成率的方法尚未有研究对恒星形成区进行定标。本项目基于Herschel/PACS在70微米、100微米和160微米前所未有的高空间分辨率成像观测数据以及IFU光谱数据、Hα成像观测数据、GALEX 紫外以及Spitzer/MIPS 24微米成像观测数据，首先对5个KINGFISH星系中的恒星形成区进行了Hα或紫外与中、远红外相结合作为恒星形成率指示器的定标研究。尘埃消光由IFU数据提供的Hα/Hβ计算得到。定标结果表明Hα+IR能够很好地示踪经过巴尔末减缩确定的尘埃消光改正后的Hα光度，而FUV+IR只对高光度的恒星形成区成立。由于既有IFU观测数据又有Herschel/PACS观测的近邻恒星形成星系数目有限，我们尝试利用KINGFISH样本中所有具有Paα观测的星系进行该类定标，以利用Paα/Hα计算尘埃消光。但目前由于对Paα窄带观测进行的减连续谱处理并不理想，所以还需进一步研究。此外，在本项目执行期间，我们还完成了其它几项与恒星形成相关的研究工作。