基于积分光谱仪对核球质量增长历史的研究

The nature of bulge is connected to the history of the entire galaxy. After SDSS has obtained millions of spectra of galaxies, it is necessary to understand the properties and internal components of galaxies, such as bar and bulge. In this research proposal, we will use the integral field spectroscopy (IFU) from SDSS-IV MaNGA project to analyze the relationship between bar and bulge, reproduce the star formation history of the bulge, trace the new star formation, and predict the future evolution. Both bar-induced and external environment-induced gas inflow will trigger central star formation and the mass growth of bulge. We propose to fit the spectral with stellar population synthesis model to explore the star formation history, construct 2D velocity field to calculate the gas inflow velocity and mass inflow rate directly. Our research will measure the relationship of gas inflow between internal bar structure and external environment disturbance. It will help us to understand the relationship between different components in galaxies, as well as the role of merger and secular evolution in the evolution of galaxies.

核球性质与星系整体演化密切相关。在SDSS大规模巡天对星系的整体性质有了较好了解的基础上，研究星系内部的核球、棒等子结构的物理性质十分必要。本项目利用最新的SDSS-IV MaNGA大规模的积分视场光谱(IFU)巡天的数据，研究星系内部核球和棒结构的关系，追溯核球的恒星形成历史，测量核球中新的恒星形成，并预期将来的演化趋势。星系中棒结构或周围环境的扰动都可以引气体内流，导致新的恒星形成，从而促进核球质量增长。本项目将利用星族合成模型分析核球中的恒星形成历史，以及通过构造二维的速度场，利用运动学计算气体内落速度和质量内流率。通过分析星系中气体内落行为和棒、星系环境之间的关系，我们可以进一步理解核球中的恒星形成历史和质量增长历史，理解星系内部结构和外部环境在星系演化中所扮演的角色。

本项目主要利用最新的SDSS-IV MaNGA大规模的积分视场光谱(IFU)巡天的数据，研究星系内部核球和棒结构的关系。我们分析了星系EW(Ha), EW(Hd), 和D4000指数的二维图像和一维径向轮廓，并从中选出了具有中心恒星形成增强信号（turnover）的星系。我们发现这些星系多数恒星质量大于10^10Msun, 星系NUV-r颜色偏蓝。多数表现出中心恒星形成增强的星系具有棒结构（~89%）。而且，发生turnover的半径和棒的长度密切相关。将观测的恒星形成率面密度和向内延拓的恒星形成率面密度相比，我们估计了中心的恒星形成率增强达到了10倍。相反的，我们发现只有一半的棒星系表现出中心恒星形成增强。我们进一步分析了这些星系的环境，发现它们和局域的环境并不相关。这意味着环境并不是触发恒星形成的原因。我们的结果显示出星系棒驱动的气体内流，它在核球增长和星系演化过程中扮演了重要角色。