The Nature of Starbursts: I. The Star Formation Histories of Eighteen Nearby Starburst Dwarf Galaxies
我们使用档案HST观测解决恒星星族,以获得恒星形成历史(SFH)的18个附近的星暴矮星系。在这第一篇论文中,我们提出的意见,色星等图,和SFH的18个星爆星系,基于均匀的方法来减少数据,差分消光,和治疗光度的完整性。我们采用了一个恒星形成率(SFR)的阈值标准化的平均SFR的个人系统作为分类的度量标准,来自解决恒星星族的SFH星爆。这种选择不仅有助于发现当前爆发的星系,而且有助于发现“化石”爆发,从而增加了附近宇宙(D<8 Mpc)中星暴星系的样本量。18个星系中有13个正在经历持续的爆发,5个星系显示出化石爆发。从我们重建的SFH,很明显,一个爆发的SFR升高持续数百万年的变化小的时间尺度。因此,一个大于1亿年的时间基线对于任何恒星暴增的定义或识别方法都是至关重要的。更长的爆发寿命排除了全球范围内恒星爆发的快速“自猝灭”。除了一个星系外,爆发星系的气体消耗时间尺度都短于哈勃时间,这证实了基于燃料限制的恒星爆发的短暂性质。此外,我们发现Hα发射的强度通常与过去4- 1000万年期间基于CMD的SFR相关。然而,在四种情况下,Hα的发射量明显小于恒星爆发模型的预期值;这种差异是由于SFR在几百万年的时间尺度上发生变化。Hα发射的固有的短时间尺度限制了根据当前特征识别星系为星暴,这些特征可能代表也可能不代表星系最近的SFH。
2010-08-09 astro-ph.CO
Photodissociation chemistry footprints in the Starburst galaxy NGC 253
我们报告的PDR分子示踪剂,即HOC+,CO+的第一次检测,并确认检测到的PDR示踪剂HCO对星爆星系NGC 253,声称主要是由冲击加热和在早期阶段的演变比M 82,原型河外PDR。我们的CO+检测遭受显着的混合到一组过渡的13CH3OH,试探性地检测到第一次在河外星际介质。这些物种是有效地形成在高紫外线照射的外层分子云,在后期阶段的核恒星爆发中观察到的M 82。我们推导出的这些分子的分子丰度比与在M 82中发现的分子丰度比非常相似。这有力地支持了这样一种观点,即这些分子正在追踪与NGC 253核区域的星暴相关的PDR成分。与化学模型的预测PDR的比较表明,所观察到的分子比跟踪外层的紫外线照射的云高达两个数量级的视觉消光。化学模型,其中包括粮食形成和光解的HNCO,支持的情况下,光为主的化学作为一个解释所观察到的物种的丰度。从这个比较中,我们得出结论,在NGC 253的分子云更大的质量和更大的柱密度比M82,预期从两个星系的星爆的演化阶段。
2009-11-13 astro-ph.CO
High-velocity-resolution observations of OH main line lasers in the M82 starburst
利用VLA对M82星暴进行了一系列1.6GHz的高速度分辨率观测。这些意见跟进以前的研究主线OH脉泽发射在中央千秒差距的这个星爆区域,但更大的速度分辨率,显示显着的速度结构,在一些脉泽斑点的第一次。总共探测到13个脉泽,包括所有已知的来源,但只有一个。虽然这些脉泽中的一些仍然是未解决的速度,这些新的结果清楚地显示速度结构的频谱从几个脉泽地区。位置-速度图与H{ \sc i}的分布吻合得很好,包括在星爆西部的蓝色特征上有趣的速度结构,它跟踪了电离气体中的速度分布。
2010-01-27 astro-ph.CO
An extremely prolific supernova factory in the buried nucleus of the starburst galaxy IC 694
上下文许多局部的亮红色星系的中央千秒差距被认为是大质量恒星形成的强烈爆发,导致许多核心坍缩超新星(CCSNe)的爆炸。然而,这些超新星爆炸的尘埃覆盖区域阻碍了它们在光学和近红外波长的探测。目标。我们调查的星爆星系IC 694(=Arp 299-A)在无线电波段的核区域,旨在发现最近爆炸的CCSNe,以及确定他们的爆炸率,其中携带的恒星形成率,初始质量函数和工作中的星爆场景的关键信息。方法.我们使用电子欧洲VLBI网络图像与毫角秒分辨率的5.0 GHz的紧凑的无线电发射的最内层的核区域的IC 694。结果我们的观测揭示了在IC 694的核星爆中心150 pc处存在一个由26个致密射电发射源组成的丰富的星团。致密源的大亮度温度表明观测到的射电辐射是非热源,这意味着这些源中的大多数(如果不是全部)是年轻的射电超新星(RSNe)和超新星遗迹(SNRs)。我们发现至少有三个相对年轻,缓慢发展,持久的RSNe(A0,A12和A15),似乎显示出不寻常的属性的证据,这表明在当地的拱星介质(CSM)的条件发挥了重要作用,在确定扩大SNe的无线电行为。它们的射电光度是典型的正常RSNe,这是IIP/b型和IIL型SNe爆发的结果。所有这些结果都支持IC 694最内层区域最近(小于10- 1500万年)的瞬时星暴。
2009-10-19 astro-ph.CO astro-ph.SR
Radio Emission and AGN Feedback in Post-starburst Galaxies
我们研究了斯隆数字巡天的星暴后星系的射电活动星系核活动,以确定活动星系核反馈是否可能是恒星形成停止的原因。基于FIRST和NVSS数据的射电形态和射电响度,我们将活动星系核引起的射电活动与正在进行的残余恒星形成分开。在513个具有强A星光谱的SDSS星系中,有12个天体的21 cm通量密度超过1 mJy。这些星系不显示光学活动星系核发射线。考虑到无线电发射的寿命比典型的时间尺度的光谱特征的后星暴星系短得多,我们得出结论,在这些对象的无线电发射活动星系核活动被触发后,最近的星暴结束,因此不能是一个重要的反馈过程来解释后星暴阶段。射电光度与星系恒星总质量呈正相关,但与最近形成的恒星质量无关。因此,来自射电光度反馈的活动星系核的机械能与占恒星质量主导地位的老恒星星族有关,而老恒星种群又与中心超大质量黑洞的质量有关。
2010-08-16 astro-ph.CO
Inverse Compton X-ray halos around high-z radio galaxies: A feedback mechanism powered by far-infrared starbursts or the CMB?
本文报道了在z~3.6的两个强高z射电星系(4C03.24和4C19.71)周围探测到的扩展X射线辐射,并利用这些辐射来研究扩展的、逆康普顿(IC)驱动的高z X射线晕的起源。晕的X射线亮度为Lx~ 3e 44 erg/s,大小约为60 kpc。它们的形态与这些星系周围的~60 kpc长的射电瓣大致相似,这表明它们是由射电瓣中的相对论电子的IC散射形成的,这些射电瓣中的CMB或FIR光子来自这些星系中的尘埃遮蔽的星爆。这些观察使z>3的HzRG的数量加倍,其中X射线检测到IC晕。我们比较了IC X射线射电光度比为这些新的检测到两个以前检测到的z~3.8 HzRG。考虑到类似的红移,如果CMB mm光子是IC发射的种子场,我们将期望可比较的X射线IC发光度。相反,两个z~3.6 HzRG(在FIR中为~ 4倍微弱)也具有~ 4倍微弱的X射线IC发射。包括文献中另外6个z>2的具有IC X射线晕的射电源,我们认为在更紧凑的(瓣尺寸<100- 200 kpc),大多数射电源中,IC发射的大部分可能是由这些星系内发光的尘埃遮蔽的星爆产生的局部FIR光子散射驱动的,而不是CMB光子。由此产生的X射线发射可以电离这些系统周围约100-200 kpc尺度的气体,从而形成它们的扩展Ly-alpha发射线晕。因此,这些星系中的星暴和活动星系核活动结合起来,产生了一个有效的和广泛的“反馈”过程,作用于…
2012-10-16 astro-ph.CO
The Physics of the FIR-Radio Correlation: I. Calorimetry, Conspiracy, and Implications
恒星形成星系的远红外(FIR)和射电光度在恒星形成率的很宽范围内是线性相关的,从像银河系这样的正常螺旋到最强烈的恒星爆发。使用宇宙射线(CR)的注入,冷却和逃逸的恒星形成星系的单区模型,我们试图重现所观察到的FIR无线电相关在其整个跨度。我们表明,~2%的动能从超新星爆炸必须进入初级CR电子和10 - 20%必须进入初级CR质子。在致密的星暴星系中,次级电子和正电子可能与初级电子相当,或者占主导地位。我们讨论了我们的模型的影响,星暴的磁场强度,由费米星暴的可探测性,和宇宙射线反馈。总的来说,我们的模型表明,CR质子和电子都从低表面密度星系中逃逸,但在逃离密集的星暴之前失去了大部分能量。FIR-Radio相关性是由星暴中CR电子的有效冷却(量热法)和几个因素的阴谋组合造成的。对于较低的表面密度星系,减少的无线电辐射所造成的CR逃逸是平衡的减少FIR辐射所造成的低有效的UV尘埃不透明度。在星暴中,韧致辐射、电离和逆康普顿冷却会减少射电辐射,但它们会被次级电子/正电子和降低的临界同步加速器频率抵消,这两者都会增加射电辐射。我们的结论适用于我们的基准模型的广泛变化。
2010-06-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Diffuse Hard X-ray Emission in Starburst Galaxies as Synchrotron from Very High Energy Electrons
[Abdriged]星暴星系弥散硬X射线(2 - 10 keV)辐射的起源是一个长期存在的问题。我们认为,同步辐射的10 - 100 TeV的电子和正电子(e+/-)可以有助于这种发射,因为恒星爆发有很强的磁场。在这些能量下,我们考虑了三种e+/-的来源:(1)由超新星遗迹直接加速的初级电子;(2)由CR质子与星暴致密ISM中气体核之间的非弹性碰撞产生的介子次级e+/-;(3)由10 - 100 TeV伽马射线与星暴强远红外辐射场之间的相互作用产生的e+/-对。我们建立了银河系中心(R <= 112 pc),NGC 253,M82和Arp 220的核中CR人口的单区稳态模型,假设电子和质子的幂律注入谱。我们比较这些模型,以现存的无线电和GeV和TeV的伽马射线数据,这些恒星爆发,并计算这些恒星爆发的漫射同步X射线和逆康普顿(IC)光度。如果初级电子谱扩展到~PeV的能量,并具有类似于银河值的质子/电子注入比,我们发现同步加速器贡献了2 - 20%的未分辨的扩散硬X射线发射。逆康普顿辐射同样是这些恒星爆发中未分辨的X射线辐射的一小部分,从银河系中心的0.1%到Arp 220核的10%。我们还模拟了一般的星爆,包括亚毫米星系,在FIR-X射线关系的背景下,发现高达2%,在密集的星爆与我们的基准假设。中微子和TeV γ射线数据可以进一步限制星暴的同步X射线发射。我们的模型不限制硬同步X射…
2013-05-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
First Detection of the [OIII] 88 micron Line at High Redshifts: Characterizing the Starburst and Narrow Line Regions in Extreme Luminosity Systems
我们首次探测到了来自早期宇宙星系的88微米[OIII]线,探测到了来自透镜活动星系核/星暴复合系统APM 08279+5255(z = 3.911)和SMM J 02399 -0136(z = 2.8076)的线。这条线在两个系统中都异常明亮,视光度(透镜)约为10^11 L_solar。对于APM 08279,[OIII]线通量可以在恒星形成范例中建模,恒星辐射场主要由有效温度Teff > 36,000 K的恒星组成,类似于在M82中发现的星暴。该模型暗示,该系统的远红外总光度的约35%是由星暴产生的,其余的则是由活动星系核加热的尘埃产生的。如果气体密度在1000 cm-3左右,在活动星系核的窄线区也能产生88微米的谱线。对于SMM J 02399,[OIII]线可能来自HII区域,这些区域是由热的(Teff > 40,000 K)年轻恒星在大质量星暴中形成的,该星暴主导了系统的远红外光度。目前的工作表明,[OIII]线的实用性,在早期宇宙中的星系内的星暴和活动星系核的特征。这是第一次探测到这个天体物理学上重要的线,来自红移超过0.05的星系。
2010-03-22 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.IM
Studies of Radio Galaxies and Starburst Galaxies using Wide-field, High Spatial Resolution Radio Imaging
本文首次报道了宽视场甚长基线干涉测量(VLBI)成像新技术的应用。这些技术用于三个具体的科学领域:(一)对邻近星暴星系中致密射电源进行亚秒差距尺度的研究;(二)对活跃射电源星系中喷流相互作用的研究;(三)对亚弧秒、90厘米天空进行无偏差的研究。
2014-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
First Detection of A Sub-kpc Scale Molecular Outflow in the Starburst Galaxy NGC 3628
利用野边山毫米波阵列(NMA)对NGC 3628星暴星系中心区域进行了CO(1-0)深度观测,成功地探测到一个尺度为370-450 pc的分子外流。流出的分子气体质量约为2.8x10^7 M_sun,流出速度约为90(+/-10)km s^{-1}。流出的膨胀时标为3.3-6.8百万年,分子气体质量流率为4.1-8.5兆太阳年^{-1}。它需要(1.8-2.8)x10^{54} erg的机械能来产生这种亚千秒差距尺度的分子流出。为了了解分子外流的演化,我们比较了从我们的NMA CO(1-0)数据和钱德拉X射线天文台(CXO)档案数据的软X射线发射的等离子体气体的分子外流之间的物理性质。我们发现,分子外流和强等离子体外流之间的分布似乎是在一个类似的区域。在该区域,等离子体流出的冲压压力和热压力为10^{-(8-10)} dyne cm^{-2},分子流出的热压力为10^{-(11-13)} dyne cm^{-2}。这意味着分子外流仍在向外扩张。分子气体消耗的时间尺度估计为17-27百万年,总的星爆时间尺度为20-34百万年。演化参数为0.11-0.25,表明NGC 3628的星暴活动仍处于年轻阶段。
2012-04-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supernova feedback efficiency and mass loading in the starburst and galactic superwind exemplar M82
我们通过比较一套1维和2维流体动力学模型和一组来自星暴区硬X射线观测的观测约束,测量了星暴星系M82中超新星和星风反馈的净能量效率以及驱动其超风的热气活塞的质量负载程度(S、Ar、Ca和Fe的He-α和Ly-α类谱线的通量,以及总的漫射E=2- 8 keV X射线光度)。这是首次直接测量星暴星系中超新星加热和富集等离子体的反馈效率和质量负载。所有满足现有观测约束的模型都具有中等到高的热化效率(30% <= β <= 100$%),从星暴区流出的充满体积的风流体只有轻微的中心质量负荷(1.0 <= β <= 2.8)。这些结果表明,在星暴区内等离子体的温度在3000 - 8000万K之间,在星暴区外风流体的质量流率Mdot_tot ~ 1.4- 3.6Msol/yr,风的终极速度在v_infinity = 1410- 2240 km/s之间。这个速度比M82的逃逸速度(v_esc <~ 460 km/s)和M82风中的H-α发射团和细丝的速度(v_H-α ~ 600 km/s)要大得多。利用这些结果,我们提供了一个处方实施恒星爆驱动的超级宇宙学模型的星系形成和演化。(节录)
2009-03-24 astro-ph.CO astro-ph.HE
Seyfert 2 galaxies in the GeV band: jets and starburst
费米/LAT合作最近报告了在高能伽马射线域中探测到星伯特星系,以及无线电大声窄线塞弗特1天体,这些天体以前是不寻常的高能发射的河外嫌疑人。受Fermi/LAT星表中第一年发现的星暴/Seyfert 2复合星系附近存在源的启发,我们研究了这类天体的高能γ射线辐射,旨在解开星暴辐射和Seyfert活动的纠缠。我们分析了NGC 1068和NGC 4945的1.6年费米/LAT数据,它们是最亮的塞弗特2星系之一。我们发现1FGL J0242.7+0007和1FGL J1305.4-4928分别有8.3 sigma和9.2 sigma的高能γ射线过剩,这与Seyfert 2星系NGC 1068和NGC 4945的位置一致。虽然NGC 4945的高能量通量与星暴活动一致,但NGC 1068的能量通量比预期高出一个数量级,这表明主要的辐射来自活跃的核。我们发现,轻子的情况下,可以解释NGC 1068的多波长光谱能量分布。高能量的伽玛射线辐射,从而揭示了第一次在塞弗特2星系。如果这一结果在其他天体中得到证实,随着一类新的高能伽马射线发射体的发现,将为GeV波段开辟新的前景。
2011-02-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Physics of Coevolution of Galaxies and Supermassive Black Holes
提出了一个基于物理的星系与超大质量黑洞(SMBH)共同演化的新模型。演化的轨迹始于一个在星系中心区域引发重大恒星暴增的事件。在这个模型中,主要的SMBH增长发生在恒星暴后阶段,由来自内部核球恒星的再循环气体以自我调节的方式提供燃料,时间尺度大大长于1亿年,并且随着时间的推移,爱丁顿比率逐渐减小。我们认为,SMBH不能狼吞虎咽自己在星爆阶段,尽管有丰富的冷气体供应,因为恒星的形成是一个首选的模式,在这样的环境中的气体消耗比吸积中央SMBH。我们还表明,从恒星形成的反馈至少是一样强,从活动星系核,因此,如果恒星形成需要被淬火,活动星系核反馈一般不发挥主要作用。SMBH质量和隆起质量/速度分散之间的预测关系与观测结果一致。一个明确的预测是,高Eddingtion率活动星系核的早型星系宿主预计将是浅蓝色到绿色的光学颜色,逐渐演变为红色序列随着活动星系核亮度的下降。一套可证伪的预测和影响,就各种类型的星系和活动星系核之间的关系,和其他人,。对于那些可以与现存观测进行比较的地方,该模型似乎具有良好的信誉。
2012-05-23 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE