Decomposing Star Formation and Active Galactic Nucleus with Spitzer Mid-Infrared Spectra: Luminosity Functions and Co-Evolution
本文给出了在COSMOS场中z~0.7的24 μ m通量限制的星系样品的7- 38 μ m Spitzer光谱。详细的高质量光谱使我们能够干净地分离单个星系中的恒星形成（SF）和活动星系核（AGN）。我们首先分解中红外亮度函数（LF）。我们发现，SF 8 um和15 um的LF很好地描述了Schechter函数。活动星系核在高光度区占主导地位，导致整个中红外低频亮端斜率较浅。70 μ m选定星系的总红外（8- 1000 μ m）LF显示出比经测辐射热校正的SF 15 μ m LF更浅的亮端斜率，这是由于中远红外光谱能量分布的本征色散所致。然后，我们研究了星系及其超大质量黑洞（BH）的当代增长。在31个具有斯皮策光谱的发光红外星系中，有7个拥有发光的活动星系核，这意味着活动星系核的占空比为23+/-9%。BH吸积率与SF吸积率的时均比值在z ~ 1处符合局域M_BH-M_bulge关系和M_BH-M_host关系。这些结果有利于共同进化的情况下，BH的增长和强烈的SF发生在同一事件，但前者跨越较短的寿命比后者。最后，我们比较了我们的中红外光谱的选择与其他的活动星系核的识别方法，并讨论了候选的康普顿厚的活动星系核的样品。虽然只有一半的中红外光谱选择的活动星系核在X射线中被探测到，但其中约90%可以用它们的近红外光谱指数来识别。
2010-08-17 astro-ph.CO
Mid-Infrared Galaxy Morphology from the Spitzer Survey of Stellar Structure in Galaxies (S^4G): The Imprint of the de Vaucouleurs Revised Hubble-Sandage Classification System at 3.6 microns
斯皮策太空望远镜红外线阵列相机（IRAC）成像提供了一个机会，研究所有已知的形态类型的星系在中红外线的深度显着优于地面近红外线和光学图像。这项研究的目的是检查的德Vaucouleurs分类体积在3.6微米波段，这是最好的斯皮策波段的银河系恒星质量形态，由于其深度和它的无红敏感性主要是老恒星的印记。为此，我们从斯皮策档案中准备了207个星系的分类图像，其中大部分是斯皮策银河系恒星结构巡天（S^4G）的正式组成部分，这是斯皮策后低温（“温暖”）任务探索科学遗产计划对2，331个距离小于40 Mpc的星系的巡天。出于形态学的目的，星系被解释为如果图像是{ \it蓝光}，经典星系分类研究的历史波段。我们发现，3.6微米的分类与蓝光分类有很好的相关性，以至于许多星系的基本特征在两个非常不同的波长范围内看起来非常相似。只有在尘埃最多的星系中才发现巨大的差异。与Eskridge等人（2002）之前的研究一致，蓝光和中红外类型之间的主要区别是S 0/a到Sbc或Sc星系的大约1个阶段间隔差异，由于凸起的突出度略有增加，消光效应减少，以及减少（但不是完全消除）极端人口I恒星成分的影响。我们提出了一个图集的所有207个星系在这里分析，并提请注意的特殊功能或星系类型，特别是在中红外线独特的。
2010-08-04 astro-ph.CO
The Spitzer view of FR-I radio galaxies: on the origin of the nuclear mid-infrared continuum
本文给出了25个FR-I射电星系的Spitzer MIR光谱，并研究了它们的MIR连续辐射的性质。恒星形成星系和静止椭圆星系的MIR光谱被用来识别宿主星系的贡献，而无线电/光学核心数据被用来隔离核非热发射。在15个检测到光学致密核心的来源中，有4个来源主要是与宿主星系有关的发射。另外四个来源显示出温暖的核尘埃排放迹象：3C 15，3C 84，3C 270和NGC 6251。这些暖尘源很可能是由光谱类型为1的活动星系核所产生的。七个源的中红外光谱都以同步辐射为主，没有明显的核尘埃辐射成分。在抛物线SED拟合的非热核心FR-1往往有较低的峰值频率和较强的曲率比耀变体。这与FR-Is的核心辐射比耀变体的辐射弱的普遍看法大致一致。
2009-06-11 astro-ph.CO
Mid-IR properties of Seyferts: Spitzer/IRS spectroscopy of the IRAS 12micron Seyfert sample
我们进行了分析的中红外特性的12微米塞弗特样品，一个完整的公正的12微米通量有限的本地塞弗特星系的样本从IRAS暗源目录中选择，低分辨率光谱的基础上获得的红外光谱仪（IRS）的斯皮策太空望远镜。Wu等人（2009年）讨论了该分析的详细介绍。我们发现，平均而言，15- 30微米的连续体的斜率是-0.85+/-0.61塞弗特1 s和-1.53+/-0.84塞弗特2s，并有大量的分散在每一种类型。此外，近32%的Seyfert 1 s和9%的Seyfert 2s在20微米处的中红外光谱中显示出峰值，这归因于额外的热尘埃成分。多环芳烃（PAH）的等效宽度随着尘埃温度的增加而减小，如由宿主星系的全球红外颜色所示。然而，没有统计学差异PAH等效宽度检测之间的两个塞弗特类型，1和2，相同的热光度。最后，我们提出了一个新的方法来估计活动星系核的贡献，通过减去“恒星形成”的分量在塞弗特星系，利用PAH 11.2微米光度和12微米光度的恒星形成星系之间的紧密相关。
2009-11-07 astro-ph.CO
Mid-infrared properties of OH megamaser host galaxies. I: Spitzer IRS low- and high-resolution spectroscopy
本文给出了51个OH超脉泽（OHMs）的中红外光谱和来自斯皮策太空望远镜红外光谱仪的测光结果，以及15个已证实没有超脉泽发射的星系的中红外光谱。大多数星系显示中等至深的9.7微米无定形硅酸盐吸收，与欧姆星系显示出更强的平均吸收和陡峭的20-30微米连续辐射比非masing星系。多环芳烃（PAHs）的排放，特别是在6.2，7.7和11.3微米，几乎在所有的系统中检测到。在90%以上的样品中观察到精细结构原子发射（包括[Ne II]、[Ne III]、[S III]和[S IV]）和多个H2转动跃迁。一个星系的子集显示出来自稀有原子线的辐射，如[Ne V]，[O IV]和[Fe II]。50%的OHM显示来自水冰和氢化无定形碳颗粒（HACs）的吸收，而来自CO2、HCN、C2 H2和结晶硅酸盐的吸收特征也在几种OHM中看到。来自34.6 μ m OH吸收的OH柱密度与来自非激射星系中1667 MHz OH吸收的OH柱密度相似，表明两种样品的激射分子丰度相似。这份数据文件提供了每个星系的完整中红外光谱，以及线通量和等效宽度，吸收特征深度和光谱指数的测量。
2011-01-25 astro-ph.CO
Local Luminous Infrared Galaxies: Spatially resolved mid-infrared observations with Spitzer/IRS
亮红外星系（Luminous Infrared Galvanized，LIRGs）是一个重要的宇宙学星系，因为它们是宇宙中z = 1时共同运动恒星形成率密度的主要贡献者。本文介绍了一个GTO Spitzer IRS程序，目的是获得14个局域（d <76Mpc）LIRGs的光谱映射。数据立方体至少映射了星系中央20 arcsec x 20 arcsec到30 arcsec x 30 arcsec的区域，并使用了覆盖整个5 - 38微米光谱范围的所有四个IRS模块。该项目的最终目标是充分表征本地LIRGs的中红外特性，作为了解其更远对应物的第一步。在本文中，我们提出的第一个结果，这个GTO计划。IRS光谱映射数据使我们能够构建明亮的中红外发射线的光谱图（例如，[NeII]，[NeIII]，[SIII]，H_2），连续谱，6.2和11.3微米PAH特征，以及9.7微米硅酸盐特征，以及提取每个星系中感兴趣区域的一维光谱。IRS的数据被用来获得空间分辨的测量消光使用9.7微米的硅酸盐功能，并跟踪恒星形成区域使用氖线和PAH功能。我们还研究了一些活动星系核的指标，包括高激发发射线和强尘埃连续发射在约6微米的存在。最后，我们使用集成的斯皮策/IRS光谱作为本地LIRGs的模板。我们讨论了这些模板的几种可能的用途，包括在高红移的红外亮星系的恒星形成率的校准。我们还预测了最亮的中红外发射线的强度作为…
2009-09-03 astro-ph.CO
Mid-infrared spectroscopy of Spitzer-selected ultra-luminous starbursts at z~2
我们希望通过中红外光谱分析，结合毫米波、射电和红外测光，研究z~2处24 μ m源的中红外特性以及对星暴和活动星系核的贡献。中红外光谱使我们能够恢复准确的红移。选取了16个z~2星爆（“5.8 μ m峰”）的Spitzer选择源（ULIRG），在0.5 sq.deg. J1064+56 SWIRE Lockman孔字段。这些源的S（24 μ m）>0.5mJy，恒星发射峰红移到5.8 μ m，r '（织女星）>23。用Spitzer/IRS红外光谱仪的低分辨率单元观察整个样品。这些源具有IRAM 30 m/MAMBO的1.2 mm观测值和VLA的非常深的20 cm观测值。我们的九个源也受益于CSO/SHARC-II的350 um观测和探测。整个样品显示出由强PAH特征主导的良好质量的IRS光谱。6.2、7.7、8.6和11.3 μ m处的主要PAH特征具有高的S/N平均光度，分别为2.90、10.38、3.62和2.29x10^{10}Lsun。我们得到了精确的红移范围从1.75到2.28。这些红移的平均值是2.017。这一结果证实了“5.8 μ m峰”的选择标准与24 μ m的强探测相关联，是选择z~2源的可靠标准。分析了PAH辐射与红外、毫米波和射电辐射的不同相关性。实际上，我们所有的辐射源都强烈地受到星暴辐射的支配。我们还定义了两个基于7.7 μ m等效宽度的子样本来研究活动…
2010-09-02 astro-ph.CO
The Spitzer mid-infrared AGN survey. I - optical and near-infrared spectroscopy of candidate obscured and normal AGN selected in the mid-infrared
我们提出了一个程序的光学和近红外光谱跟踪的候选活动星系核（AGN）在中红外选择的结果。这次巡天选择了光度在很大范围内匹配的正常活动星系核和遮蔽活动星系核，从热光度L_bol~10^10L_sun的塞弗特星系到高亮度类星体（L_bol~10^14L_sun），红移在0-4.3之间。候选活动星系核的样本是通过中红外线在几个不同的24微米通量密度限制下的彩色切割来选择的，以确保在给定的红移下的光度范围。巡天由786个候选活动星系核和类星体组成，其中672个有光谱红移和分类。其中137个（20%）为1型活动星系核，具有蓝色连续谱，294个（44%）为2型天体，其相对于活动星系核的偏振度A_V>~5，96个（14%）为低偏振度（A_V~1），145个（22%）有红移，但在它们的光谱中没有活动星系核活动的明显迹象。50%的测量对象的L_bol >10^12L_sun，在类星体区。我们提出的复合光谱类型2类星体和对象没有活动星系核活动的迹象，在他们的光谱。我们还讨论了中红外发射线的光度关联，并给出了与偶然X射线源和射电源的互相关结果。结果表明：（1）被遮蔽的天体在活动星系核中占主导地位;（2）存在中红外的活动星系核候选天体，它们的光谱中没有活动星系核的特征，但有类似活动星系核的X射线或射电对应物;（3）被遮蔽的活动星系核和未被遮蔽的活动星系核的X射线和光学分类往往不同。
2013-08-19 astro-ph.CO
A Spitzer high resolution mid-infrared spectral atlas of starburst galaxies
本文给出了24个著名星暴星系的Spitzer/IRS高分辨率（R~600）10- 37 μ m光谱图集。光谱主要由精细结构线，分子氢线，和多环芳烃的发射带。在八个已知活动星系核成分的天体中，有六个显示出高激发[NeV]谱线的发射。这条线也在另一个物体（NGC 4194）中看到，先验地，没有已知的活动星系核成分。除了在该波长范围（11.3，12.7，16.4 μ m）的强多环芳烃发射特征外，光谱还揭示了10.6，13.5，14.2 μ m的其他弱烃特征，以及先前未报道的10.75 μ m发射特征。在许多星暴中发现了13.7 μ m的不明吸收特征。我们使用的精细结构线，以获得丰富的氖和硫的14个对象的HI 7-6线检测。我们进一步利用分子氢谱线对热分子气体的性质进行取样。还显示了表征样品性质的几个基本图表。我们结合了所有纯星爆天体的光谱，创建了一个高S/N模板，可供社区使用。
2009-08-19 astro-ph.CO
Mid-Infrared Variability from the Spitzer Deep, Wide-Field Survey
我们使用多历元、中红外斯皮策深宽视场巡天来研究NDWFS Bootes场8.1 deg^2范围内474，179个天体的变化。我们对2004年至2008年之间的四个可用时期进行了差异图像分析，重点是更深的3.6和4.5微米波段。我们发现，1.1%的研究样本符合我们的标准选择标准被归类为一个变量源。我们要求3.6微米和4.5微米的光变曲线是强相关的（r> 0.8），并且它们的联合方差超过所有具有相同量级的源的联合方差2 sigma。然后，我们检查中红外颜色的变量源，并将它们与X射线源从XBootes调查，无线电目录，24微米选定的活动星系核候选人，并从活动星系核和星系演化调查（AGES）光谱确定活动星系核。根据它们的中红外颜色，大多数可变源是活动星系核（76%），较小的贡献来自恒星（11%），星系（6%）和未分类的物体。大多数恒星、星系和未分类的来源都是误报。对于我们的标准选择标准，11 - 12%的中红外对应的X射线源，24微米选择的活动星系核候选者和光谱确定的活动星系核显示出变化。中红外活动星系核的变率可以很好地用一个单一的幂律结构函数来描述，在3.6和4.5微米处的幂律指数都为0.5，在2年的静止帧时间尺度上的振幅为0.1等。静止帧波长越短，光度越低，变化幅度越大。（节录）
2010-05-28 astro-ph.CO
Clustering of star-forming galaxies detected in mid-infrared with the Spitzer wide-area survey
我们讨论了正在进行的恒星形成的迹象，斯皮策太空望远镜在24妈妈波段的SWIRE洛克曼洞领域的星系的集群特性。中红外选定星系的样本包括约20，000个探测到的天体，其通量阈值为S24 μ m = 310 μ Jy。我们采用光学/近红外颜色选择标准，将样本分为低红移和高红移星系种群。我们测量了θ =0.01-3.5度尺度上的角关联函数，由此，使用Limber反演以及为GOODS场中类似选择的源群建立的红移分布（Rodighiero et al. 2010），我们得到低z（=0.7）和高z（=1.7）子样本的共动相关长度分别为r 0 =4.98+-0.28 h^-1 Mpc和r 0 =8.04+-0.69 h^-1 Mpc<z><z>。将这些测量结果与莫斯科大剧院宇宙学模拟（Klypin等人，2011年）中确定的暗物质晕的关联函数进行比较，我们发现高红移物体存在于质量越来越大的晕中，达到Mtot> 3 e12 h^-1 Msun，而低红移天体群的Mtot> 7 e11 h^-1 Msun。基于GOODS场中24 μ m源的星表对红外光度的近似估计表明，我们的高z子样本代表LIR>10^12Lsun的“遥远ULIRG”的总体，而低z子样本主要由LIR~10^11Lsun的“LIRGs”组成。24妈妈选定的星系和暗物质晕与派生的最小质量Mtot的数密度的比较表明，只有20%…
2012-05-09 astro-ph.CO
Spitzer mid-IR spectroscopy of powerful 2Jy and 3CRR radio galaxies. I. Evidence against a strong starburst-AGN connection in radio-loud AGN
我们给出了46个2 Jy射电星系（0.05<z<0.7）和19个3CRR FRII射电星系（z<0.1）完整样本的深Spitzer/IRS光谱，并利用多环芳烃（PAH）特征的探测来研究同期恒星形成和射电响活动星系核活动的发生。我们的分析揭示PAH功能，只有少数（30%）的对象具有良好的IRS光谱。使用丰富的互补数据可用于2 Jy和3CRR样品，我们详细比较了一系列的恒星形成诊断：光学连续光谱，中远红外（MFIR）的颜色，远红外过量和PAH检测。有很好的协议之间的各种诊断技术：大多数候选人确定有恒星形成活动的PAH检测的基础上，也确定使用至少两种其他技术。我们发现，只有35%的组合2 Jy和3CRR样本显示最近的恒星形成活动（RSFA）在光学和/或MFIR波长的证据。这一结果强烈反对星暴和强大的射电活动星系核活动之间存在密切联系的观点，加强了这样一种观点，即尽管大部分强大的射电星系可能在星系相互作用中被触发，但只有少数在主要的富含气体的合并中的恒星形成活动高峰时被触发。然而，我们发现致密射电源（D < 15 kpc）的RSFA发生率（>75%）明显高于扩展射电源（=15 - 25%）。我们讨论了这一结果的背景下，一个可能的偏见对选择紧凑的无线电源在富含气体的环境中触发。
2011-11-22 astro-ph.CO
Spitzer observations of SN 2014J and properties of mid-IR emission in Type Ia supernovae
SN 2014 J是近几十年来距离最近的Ia型超新星（SN Ia）。这种接近使得对超新星物理学的详细研究成为可能，并提供了对星周和星际环境的深入了解。在这项工作中，我们分析了SN 2014 J在3.6和4.5 μm波长范围内的斯皮策中红外数据，以及其他几个附近和研究良好的SNe Ia。我们编译的第一个复合中红外光变曲线模板，从我们的样本SNe~Ia，跨越范围从峰值亮度以及到星云阶段。我们的观测表明，Ia超新星在这些波长上形成了一个非常均匀的天体。使用低变红的超新星进行比较，我们限制了可能的热辐射周围的高度变红的SN 2014 J星周尘埃。我们还研究了SNe 2006 X和2007 le，其中存在的物质在拱星环境中已被建议。没有发现明显的中红外过量，这使我们能够对星周环境中预先存在的尘埃量设定上限。对于SN 2014 J，$M_{dust} < 10^{-5}$ M $_{\odot}$在$r_{dust} \sim 10^{17}$ cm范围内，这不足以解释观察到的消光。SNe 2006 X和2007 le获得了类似的限值。
2017-02-15 astro-ph.CO astro-ph.HE
Mid-Infrared diagnostics of metal-rich HII regions from VLT and Spitzer Spectroscopy of Young Massive Stars in W31
我们提出了近红外VLT/ISAAC和中红外斯皮策/IRS光谱的年轻的大质量集群在W31恒星形成区域。H-波段光谱提供了四个集群成员O星相对于布卢姆等人的精细分类。此外，光球功能检测在大规模的年轻恒星对象（mYSO）#26。光谱允许估计恒星的温度和质量，从中得到的星团年龄约为0.6百万年，距离为3.3千秒差距，在极好的协议与Blum等人。IRS光谱揭示了中红外精细结构线通量的[Ne II-III]和[S III-IV]的四个O型星和五个mYSO。与以前的研究一样，尽管使用了当代的恒星大气和光电离模型，但从观测到的精细结构线的比率来看，单个恒星的恒星温度被严重低估了。我们构造经验温度校准的基础上，已知的光谱类型的W31星团恒星，补充两个内银河系超紧（UC）HII地区的电离星的性质建立。[NeIII] 15.5 μ m/[NeII] 12.8 μ m、[SIV] 10.5 μ m/[NeII] 12.8 μ m或[ArIII] 9.0 μ m/[NeII] 12.8 μ m的定标可用于推断银河系内其它致密区和UCHII区早中O星的光谱类型。最后，在W31的大质量恒星内容的演化阶段和时间尺度进行了讨论，由于存在许多年轻的大质量恒星在不同的形成阶段在一个“同时代”的集群。
2009-12-13 astro-ph.CO astro-ph.SR
The Spitzer mid-infrared AGN survey. II-the demographics and cosmic evolution of the AGN population
我们目前的光度函数来自光谱调查的AGN选择斯皮策空间望远镜成像调查。中红外线的选择受尘埃遮蔽的影响要小得多。因此，我们可以比较光度函数的模糊和未模糊的活动星系核在一个更可靠的方式比单独使用光学或X射线数据。我们发现活动星系核的光度函数可以用一个破缺的幂律模型来描述，在这个模型中，破缺的光度随红移而减小。在高红移（$z>1.6$），我们发现显着更多的活动星系核在一个给定的热光度比发现的光学类星体调查或硬X射线调查。被遮蔽的活动星系核的比例随着活动星系核光度的增加而迅速减少，但是，至少在高红移时，即使在热光度$\sim 10^{14}L_{\odot}$下，似乎也保持在$\approx 50$。这些数据支持了这样一种观点，即被遮蔽的类星体和未被遮蔽的类星体的演化方式不同，有一些证据表明，高光度遮蔽的类星体的空间密度峰值比未被遮蔽的类星体的红移更高。从这项工作中估计的宇宙中的吸积能量的量表明，活动星系核贡献约12%的宇宙的总辐射强度，和一个高的辐射吸积效率$\approx 0.18^{+0.12}_{-0.07}$是需要匹配当前估计的本地质量密度在黑洞。
2015-01-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Probing the Interstellar Medium of z~1 Ultra-luminous Infrared Galaxies through Interferometric Observations of CO and Spitzer Mid-infrared Spectroscopy
我们探讨了气体，尘埃和恒星形成之间的关系，在一个样本的12个超亮红外星系（ULIRGs）在高红移相比，类似的样本的本地星系。我们提出了新的CO观测和/或斯皮策中红外光谱为6 - 70微米选定的星系在z~1，以量化的分子气体库的性质，活动星系核（AGN）的贡献，中红外光度和恒星形成效率（SFE=LIR/L 'CO）。中红外光谱显示出强的多环芳烃（PAH）发射，我们的光谱分解表明活动星系核对中红外光度的贡献很小（<25%）。70微米选定的ULIRGs，我们发现光谱的密切对，观察到有高的SFE，类似于本地ULIRGs和高红移亚毫米星系，符合增强的红外光度由于正在进行的重大合并。结合已有的本地和高红移ULIRGs的观测，我们进一步比较PAH，IR和CO的光度。我们发现，LPAH6.2/LIR的比例随着本地和高红移星系的红外光度的增加而降低，但高红移星系的趋势被转移到更高的红外光度;在给定的LIR的平均LPAH6.2/LIR的比例是高红移的3倍。当我们用分子气体标准化时，我们发现这种趋势在所有红移的星系中是一致的，并且分子气体与PAH尘埃排放相关。在其他研究中[CII]与分子气体比率中看到的类似趋势表明，PAH排放，像[CII]一样，即使在高红移下仍然是光解区域的良好示踪剂。CO、PAH和远红外精细结构谱线的共同作用将有助于高红移星系中星际介质的研究。
2013-06-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
