基于星族合成方法的红外亮活动星系核演化研究

Infrared (IR) bright galaxies have close relations with galaxy interaction and merger, star-formation and starburst, the triggering of active galactive nuclei (AGNs) and its feedback, the inflow and outflow of gas, etc. IR bright AGNs as transitional objects between IR bright galaxies and classical AGNs definitely contain important information of the evolution of IR galaxies, so they are irreplaceable samples for such research. This project plan to research the evolution process of IR bright AGNs by deduce their IR luminosities in the past. We will carry out stellar synthesis and ultraviolet-optical spectrum reconstruction, and by adopting some type of dust extinction law, to calculate the IR luminosities in the past of the sample galaxies. In this way, the properties of IR bright AGNs precursors can be obtained. By analizing multi-band images and spectra, we will research the star-formation activity, the triggering of AGNs and its relation with galaxies interaction, the relation between galaxies mass and evolution scenario. By utilizing HI and CO emission-line observation data, we can derive the mass, velocity, spatial distribution of the gaseous content, and we can discuss the possible evolution direcion in the future, so as to examine the evolution scenario of IR bright galaxies and to revise it.

红外亮星系的研究与星系相互作用与并合、恒星形成与星暴、活动星系核（AGN）的触发及其反馈、气体的内流和外流等诸多天体物理过程均有紧密关联，红外亮AGN做为红外亮星系与经典AGN之间的可能的过渡天体，势必蕴含着红外亮星系演化过程的重要信息，是其它类型天体无法替代的研究样本。本课题拟从推算星系过去的红外光度入手，研究红外亮星系及红外亮AGN的演化问题。我们将基于星族合成及紫外-光学光谱重建的方法，采用适当的尘埃消光曲线，计算样本在过去可能的红外光度，从而得到红外亮AGN的前身星系的性质；利用多波段成像和光谱观测数据，研究样本的恒星形成、AGN活动的触发和星系相互作用的关系、演化路径对星系质量的依赖性等问题；结合HI和CO谱线的观测，获得样本星系中的气体成分的质量、速度、分布范围等性质，对样本未来可能的演化方向进行探讨，从而对前人提出的红外亮星系的演化路径进行检验和补充。

目前关于红外亮星系的演化路径，公认的观点是星系并合导致气体内流触发核周星暴和AGN活动，大量的尘埃使星系的辐射转移到红外波段，成为红外亮星系；随着尘埃逐渐被AGN辐射压吹散，星系将表现为经典AGN。红外亮活动星系核（IR AGN）做为红外亮星系与经典AGN之间的可能的过渡天体，蕴藏着红外亮星系演化过程的重要信息。本课题以研究IR AGN的红外光度历史为重点，检验及探索红外亮星系的演化问题。.在IR AGN演化问题的研究工作中，我们通过将IRAS暗源表与SDSS类星体表、FIRST星表进行交叉，并利用星族合成方法选出其中具有新近恒星形成活动的星系，得到9个IR AGN做为研究样本。利用星族合成得到的各年轻星族成分，根据其当前质量和年龄，反推到历史某一时刻，结合尘埃消光曲线，得到宿主星系在该时刻下的理论光谱。假设尘埃消光量为当前观测到的值，计算经过尘埃消光转移到远红外的星系的总光度，即该星系在该历史时刻的红外光度。除去2个红外观测数据有疑问的源，其余7个星系样本中，5个在历史300M年以内曾达到过ULIRGs的水平，说明这些星系在星暴高峰期，表现为ULIRGs。其余2个为正在经历ULIRGs阶段，即其星族年龄非常年轻。因此在历史数百兆年之前，这些LIRGs应该表现为ULIRGs，而后当恒星形成活动减弱后，红外光度下降至LIRGs水平，并逐渐减弱。在此之后，这些星系很有可能表现为经典AGN。.有一些IR AGN，其宿主星系光谱为年老星族加AGN的特征,即星暴特征很弱，却在远红外有较强辐射（LIRGs光度以上）,其红外光度的来源问题是揭示这类星系演化过程的重要线索。通过将Herschel-ATLAS与GAMA巡天源表进行交叉,选取其中有AGN谱线特征、年轻星族成分占比小于10%，且光纤孔径大于0.5倍星系视直径的源，最终得到4个IR AGN样本。对样本进行UV-FIR SED拟合后, 样本成员均含有年龄为100M~500Myr的年轻星族，消光量Av达1-3；冷(15-25K)和暖(30-60K)尘埃对红外辐射贡献比例之和达~80%，显示其远红外辐射主要是来自被尘埃包裹的恒星形成活动的贡献。通过H宽线计算黑洞质量在10^8 Msun量级，因此中心黑洞已经历了比较充分的发展。 SDSS光学图象未显示出并合特征，这一类天体可能是由于星系间小并合事件引起了恒星形成活动。