紫外和红外选取的高红移恒星形成星系和性质研究

The physical nature of high-redshift galaxies is fundamental to understanding the structure, formation and evolution of galaxies. The high-redshift star-forming galaxy samples usually consist of ultraviolet (UV) selected Lyman break galaxies (LBGs) or infrared (IR) selected submillimeter galaxies (SMGs). However, the properties of these galaxies such as the star formation, dust extinction and the relation between these two types of galaxies are remained to be understood. We propose to use multiwavelength data, including Herschel-ATLAS, GAMA and GALEX, to investigate galaxies selected from the combination of UV and IR data, and to calculate the cosmic star formation density contributed by this kind of UV- and IR-bright galaxies. Specifically, we will (1) investigate the relation between LBGs, SMGs, and the UV and IR bright galaxies to deepen our understanding about high-redshift star-forming galaxies；(2) fit the spectral energy distributions (SEDs) of our galaxies from UV to IR to obtain the properties of stellar populations and dust extinction, and estimate the influence of dust extinction correction on calculating the star formation rate (SFR) of high-redshift star-forming galaxies.

高红移星系的物理性质是研究星系形成，演化和结构的基础。高红移恒星形成星系的样本通常为紫外选取的Lyman Break星系（LBGs）或红外选取的亚毫米星系（SMGs）。目前，我们对这两类星系的恒星形成，尘埃消光以及它们之间的联系仍然缺乏足够的了解。本项目拟利用Hershel-ATLAS，GAMA和GALEX的多波段数据，研究由紫外颜色选取的Lyman Break方法和红外颜色选取方法共同选出的星系的物理性质，深入探讨这类紫外红外均明亮的星系对宇宙恒星形成率的贡献。研究内容具体包括：（1）探讨这类紫外红外均明亮的星系与LBGs和SMGs之间的关系，从而加深对高红移恒星形成星系的理解；（2）使用全波段光谱能量拟合的方法获取这类星系的星族特征和尘埃消光特征，并研究尘埃消光改正对计算高红移宇宙整体恒星形成率的影响。

高红移星系（z~3）对研究早期宇宙性质起到重要作用。然而，由于高红移星系的尘埃消光较为严重，光学和紫外波段的观测具有很大的不确定性。我们通过Herschel红外观测数据，对红外和紫外选取的高红移星系中恒星形成和光谱能量分布性质进行了研究。我们收集了具有光谱红移认证并有Herschel观测的高红移（z>3）恒星形成星系（包含Lyman Break星系和亚毫米星系），并将这些星系的Herschel/SPIRE红外颜色与模型做了比较。研究结果表明，本地SED模板和高红移观测不吻合，高红移星系具有较高的尘埃温度。而对于高红移模板，Magdis et. al. (2012) 年构造的SED模型可以很好地表征这些高红移星系的红外颜色。另外，通过比较紫外和红外选取的高红移星系，我们发现紫外选取的星系具有较高的尘埃温度。在研究中我们提出了适用于高红移星系的SED模板，并提供了一种通过红外颜色选取高红移星系的方法，讨论了选取方法的完备性。本项目结果对统计性地研究z>2.5的星系光谱能量分布和尘埃性质起到先导作用。