早型星系的双星比例研究

Most stars of the Milky Way are binaries, and binaries exist widely in nearby star clusters. Such stars are probably to be in distant galaxies. Studies have shown that binaries affect the UV spectral energy distributions significantly, and then the determination of star formation histories of galaxies. Binaries are very important for studies of early type galaxies, because they affect the UV specra of old populations strongly but affect young populations silghtly. Because the binary fraction of galaxies remains unclear, it is difficult to study galaxies reliably using advanced binary star stellar population synthesis. To understand the binary fraction of galaxies therefore becomes the bottleneck of deeper binary population studies. This project will study the binary fraction of early-type galaxies, using binary star stellar poulation synthesis and a carfully chosen sample, on the basis of our ten-year experience of binary star stellar population synthesis. The distribution of binary fraction, and its correlation to stellar metallicity, age, and other galaxy parameters will be presented. The results will certainly contribute to the development and future application of binary star stellar population synthesis.

银河系中的大部分恒星是双星，邻近星团中也存在大量双星，所以双星在河外星系中很可能也普遍存在。研究表明虽然双星对年轻星系（如晚型星系）的影响几乎可以忽略，但它对年老星系（如早型星系）的紫外光谱的影响却非常显著，这会对星系恒星形成历史测定等研究造成巨大影响。因此，双星对早型星系的研究十分重要。目前由于星系中的双星比例还不清楚，所以难以采用较先进的双星星族合成进行准确的星系研究。星系中双星比例的不确定已成为双星星族合成推广应用的瓶颈。基于十多年的双星星族合成研究基础，本项目拟采用双星星族合成和无明显恒星形成的星系样本对早型星系的双星比例进行研究，揭示早型星系中的双星比例分布及其随金属丰度、年龄的演化规律，为双星星族合成的发展和应用奠定基础。

银河系和邻近星团中都存在大量双星，所以双星在河外星系中很可能也普遍存在，但是河外早型星系的双星比例并不清楚，这对星系中的引力波源研究、恒星形成历史测定研究等造成了明显的阻碍。本项目采用新型星族合成和近期无明显恒星形成的星系样本对早型星系的双星比例进行了研究，确定了一批早型星系的双星比例，并分析了双星比例与金属丰度、年龄、消光等参数的关系。.研究提出了在固定其他参数情况下采用紫外光谱相对谱形（通过FUV-r和NUV-r描述）确定双星比例的方法，获得了一批早型星系的双星比例及其分布情况、相关关系，构建了用于今后研究的星族合成模型，得到光谱数据和测光数据约13TB，发表了6篇SCI论文。结果显示：早型星系的初始双星比例在0到1之间都有分布，但是大部分早型星系的初始双星比例小于10%。初始双星比例和尘埃消光等参数之间没有明显的相关性，但与年龄和金属丰度有关。项目在仅考虑恒星演化（包括单星演化和双星演化）的情况下，得到了双星比例随着年龄的增大而减小的规律。.项目研究结果可以用于改进现在正广泛使用的理论星族合成模型和广泛的星系、星团研究，以及促进星系中双星引力波源的研究。