基于SCUSS数据的棒旋星系长期演化研究

Galaxy secular evolution is the important part of the formation and evolution of galaxies, which is one of most active areas at the forefront of current astrophysics research. Stellar bars are important internal drivers for the secular evolution of disk galaxies. The project will study the secular evolution driven by large-scale galactic bars, based on the latest South Galactic Cap U-band Sky Survey (SCUSS) data, and combined with the latest released optical data from SDSS dr9 and infrared data from WISE, as well as the spectral data from LAMOST and other ground-based telescopes (Xinglong 2.16m, SDSS). We will focus on answering the following research questions: 1) the effect of galactic bars to the intensity and distribution of star formation activities in disks, 2) the difference between stellar bars in different types of galaxies, 3) the effect of galactic bars to galactic nuclei activity, 4) the effect of galactic bars to chemical evolution of galaxies. Thus, using the large sample of barred spiral galaxies and multi-wavelength analysis and statistical research, we look forward to qualitatively or even quantitatively understand the fundamental cause and physical mechanisms of bar-driven secular evolution, resolve the contradictions in current observations, and provide observational evidence and theoretical interpretation for the secular evolution of galaxies, which could promote a good deal of insight into the current state and even the future of galaxies in the Universe.

星系的形成与演化是天体物理学研究的前沿课题之一，而长期演化是其重要的组成部分，星系的大尺度棒结构又是驱动长期演化的主要内部因素。本项目将对由星系棒所驱动的长期演化过程进行研究。基于最新的u波段巡天数据SCUSS，并结合最新释放的光学SDSS dr9和红外WISE测光数据以及LAMOST和其他地面望远镜（兴隆2.16m、SDSS）的光谱数据，我们将主要进行以下几个方面的研究：1）星系棒结构对星系中恒星形成活动强度及分布的影响，2）不同类别的棒旋星系在其棒性质上的差异，3）星系棒对星系核活动性的影响，4）星系棒对星系化学演化的影响。由此利用星系大样本进行多波段分析和统计研究，我们期望能定性甚至定量的了解由棒结构导致的星系长期演化这一过程产生的根本原因和物理机制，解决目前观测结果中存在的诸多矛盾，为研究星系长期演化提供观测依据和理论解释，从而深入了解当前乃至未来宇宙中星系演化的方向和趋势。

长期演化是星系演化过程的重要组成部分，与星系并合等快速剧烈的演化过程不同，它不会对星系的整体形态特征造成明显的破坏，而是通过星系内部或外部的一些不对称结构或因素的影响来实现星系盘内物质和能量的重新分布。对星系长期演化的观测研究可以帮助我们更好的理解当前乃至未来宇宙中各类星系演化的方向与趋势。.本项目的研究工作基于SCUSS u 波段巡天数据，并结合其他已经释放的光学、红外巡天数据对棒旋星系的长期演化进行研究，同时对课题的进一步深入研究进行了设备和理论方面的探索和准备。主要结果有：.1）对一个近邻宇宙中的棒旋星系样本进行了光学、红外等多波段的观测与分析，利用兴隆基地2.16米望远镜以及SPITZER红外望远镜的数据，对棒导致的星系长期演化的物理过程进行量化描述，并且提出了各演化阶段可能的区分标准；.2）为了更高效的获取星系光谱、实现数据的快速积累，设计完成了兴隆基地2.16米望远镜的多目标光谱观测系统，它可以实现对视场内的多个（一般为几十个）目标源的同时曝光进行光谱观测。这也是国内望远镜上的首个此类设备。同时我们并利用此设备对一个相互作用星系对进行了研究；.3）我们利用SCUSS 巡天的u 波段数据结合SDSS 光学光谱和WISE 红外数据对星系SFR 进行重新定标，通过与Hα、红外光度等已有SFR 示踪物进较，最终得到基于光学u波段光度的SFR 估算方法，从而扩展现有的计算方法，并与已有的SFR 测量手段形成互补。.这些研究结果不仅有助于理解星系棒在星系演化中的作用及其物理过程，也为后续工作进行了理论和硬件的铺垫，使我们可以更加顺利的对这一课题进行深入探讨。