银河系和高红移星系2175埃吸收特征研究

We propose to study the 2175-Armstrong absorption feature in the Milky Way (MW) and high-redshift galaxies. For the MW case, we will measure the 2175-Armstrong absorption profiles in about 1,500 lines of sight using the newly released Galex UV spectra (GR6). With this large sample, we can study the spatial distribution of the 2175-Armstrong absorption carrier in MW and the astrophysical conditions giving rise to the absorption feature. For the high-redshift case, we will focus on studing the 2175-Armstrong QSO absorption line system (2175 QAL). We are going to update our current detection technique and apply the updated version to SDSS DR8 and SDSS-III BOSS QSO spectra. We expect to build a much larger 2175 QAL sample with a size of about 200. Then we will study the sample statistically and explore the evolution of 2175-Armstrong feature with cosmic redshift. We also will follow up the selected 2175 QALs with ground-based Optical and NIR spectroscopy facilities. By measuring the responsing narrow metal absorption lines, we can estimate the astrophysical conditions of 2175-Armstrong absorbers, such as the metallicity, dust depletion, ionization state.

本项目将系统研究银河系和高红移星系的2175埃吸收特征。在银河系内，我们将利用最新释放的Galex紫外光谱（GR6）来测量约1500条视线方向上的2175埃吸收轮廓。利用这个大样本统计研究2175埃吸收载体在银河系内的大致分布和所处的天体物理环境。对于高红移星系，我们的研究对象是2175埃类星体吸收系统。我们将改进现有的探测方法并将其应用到SDSS DR8和SDSS-III BOSS的类星体光谱数据上，预计得到一个容量约200的2175埃类星体吸收系统样本。将对其做统计分析并探讨2175埃吸收物质随红移的演化。我们也将利用地面的光学和近红外设备进行后续光谱观测，准确测量吸收系统的窄吸收线，并确定其天体物理环境,如金属丰度，尘埃凝聚，电离状态等参数。

尘埃作为星际介质的主要成分之一，在诸多天体物理过程如分子形成、恒星和行星形成等中发挥着重要的作用。随着研究的深入，关于尘埃的成分、大小、温度、对气相元素的耗散等特征正逐渐被揭开，这些结果对于宇宙、天体的演化都具有深层次的暗示。本项目的主旨为基于前人的研究，将银河系的2175埃消光特征的研究拓展到更高的银纬区域和更高的空间分辨率上，在另一方面系统研究高红移星系中的尘埃消光和吸收特征。在银河系内,我们对GALEX GR6释放的~1300条高信噪比紫外光谱数据进行测量，在约 80 条视线上发现显著的2175 埃吸收特征。经统计后发现这些视线相比之前的样本处于稍微更高的银纬区域，但依然处于-30°到30°的银纬区域以内，暗示2175埃尘埃颗粒可能仅存在于靠近银盘的区域。此外我们也发现了在很小的视角（<5′）的尺度上2175埃特征的强度发生显著变化，结合后续的光学数据，有望对尘埃云团的空间分布进行限定。对于高红移星系,我们集中研究了处于极端环境下的一类尘埃云团：类星体内禀尘埃消光系统。这类系统对于类星体消光改正以及星际介质的研究都具有重要意义，然而由于其难以被可靠证认，相关的研究进展缓慢。为打下良好的基础，我们首先以论证类星体本征尘埃系统是否存在为切入点。通过统计分析，我们发现了类星体外流气体与其尘埃辐射具有强相关性，表明类星体的外流气体有很大几率是夹杂着尘埃的，这一结果表明类星体的内禀尘埃系统并不罕见。之后我们研究了宽吸收线类星体IRAS 14026+4341的内禀消光以及窄吸收线类星体J1705+3543的内禀2175消光系统，结果表明类星体本征系统的尘埃具有异常的尺寸分布，在某些情况下可能会为尘埃的研究提供便利。同时我们在7个宽吸收线类星体中也发现了类似于内禀2175埃吸收的特征，这些目标的吸收峰参数与之前研究中的高红移系统类似，与河内系统具有一定的差异。由于本项目较依赖后续观测数据的获取，目前通过TAP以及国际合作已得到一定量的数据，但依然需要更多望远镜时间。在国内望远镜设备以及望远镜时间计划快速发展的情况下，我们希望借此契机，同时充分扩展国际国内合作，来获取更多的望远镜时间将尘埃消光的研究更好地开展下去。