Stochastic self-enrichment, pre-enrichment, and the formation of globular clusters
建立了一个球状星团形成过程中的随机预富集和自富集模型。GC开始形成时,其初始金属丰度由周围原云的预富集决定,但也可以在形成过程中进行内部自富集。金属丰度的随机变化是由于超新星的数量有限而产生的。我们构建了一个分析公式的预富集和自富集的综合影响,并使用蒙特卡罗模型来验证该模型准确地封装了平均金属丰度和金属丰度之间的传播真正的GC。预测的金属丰度传播由于自富集单独,一个强大的预测模型,是远远小于实际GC之间观察到的传播。这一结果排除了自富集作为大多数气相色谱中金属含量的一个重要贡献因素的可能性,从而使预富集成为可行的替代方法。然而,对于质量远高于10^6兆太阳的星团来说,自富集可能是重要的,即使没有任何外部压力限制,这些星团的质量也足以容纳相当大一部分的SN喷出物。这个转变点与许多大星系中贫金属星系团序列中出现的质量-金属丰度关系(“蓝倾”)的质量很好地对应。因此,我们认为自富集是质量-金属丰度关系的主要驱动力。从我们的模型的其他预测是,集群到集群的金属丰度传播之间的最高质量的集群减少;和红色GC序列也应该显示一个更温和的质量金属丰度的趋势,如果它可以追溯到类似的高质量。
2009-01-15 astro-ph.CO astro-ph.GA
Modeling Formation of Globular Clusters: Beacons of Galactic Star Formation
星系形成的现代流体动力学模拟能够准确地预测早期星系中巨大分子云聚集的速率和位置。这些星云中可能存在质量和大小与真正的球状星团相当的星团。我描述了当前国家的最先进的模拟,旨在了解集群质量函数和金属丰度分布的起源。球状星团系统的金属丰度双峰性是星系中冷气体的等级形成和逐渐减少的自然结果。球状星团的形成在红移z>3时最为显著,此时大质量星团可能贡献了所有星系恒星形成的20%。
2010-10-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Stellar Population Properties of Ultracompact Dwarfs in M87: a Mass-metallicity Correlation Connecting Low-metallicity Globular Clusters and Compact Ellipticals
基于对文献和新观测的Lick指数测量值的模型拟合,我们获得了室女座星系团中央星系M87中具有代表性的超紧矮星(UCD)样本和大质量球状星团(GC)样本(恒星质量为$\gtrsim$ 10 $^{6}$ $M_{\odot}$)的恒星恒星星族参数.经过必要的光谱叠加的相对暗淡的对象在我们的初始样本的40 UCD和118 GC,我们获得了30套舔指数测量UCD和80 GC。M87 UCD的年龄为$\gtrsim$ 8 Gyr和[ $α$ /Fe] $\simeq$ 0.4 dex,与先前基于较小样本的研究一致。文献中的UCD,位于密度低于M87的环境中,比M87 UCD延伸到更年轻的年龄和更小的[ $α$ /Fe](在给定的金属丰度),类似于室女座dE核的环境依赖性。UCD表现出正的质量-金属丰度关系(MZR),它包围并连接恒星质量为$\gtrsim$ 10 $^{8}$ $M_{\odot}$的致密椭圆星系。室女座dE核在很大程度上遵循UCD的平均MZR,而大多数M87 GC在给定恒星质量下都向更高的金属丰度偏移。UCD和GC的质量金属丰度分布之间的差异可以定性地理解为它们在自富集场景中出生时的不同物理尺寸,或者在UCD形成的潮汐剥离场景中银河核团恒星形成效率相对较低。现有的观测提供了必要的,但不充分的证据潮汐剥离dE核的主要贡献者的M87 UCD。
2018-03-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mass-to-Light Ratios for M31 Globular Clusters: Age-Dating and a Surprising Metallicity Trend
利用Keck高分辨积分光谱对10个M31球状星团(GCs)进行了速度色散研究,其中包括3个候选的中等年龄GCs。我们发现,这些候选人有相同的V波段的质量与光(M/L_V)比的其他GC,这意味着他们很可能是旧的。我们还发现了一个趋势,推导出的速度色散与波长,但不能区分系统误差和物理效应。我们的新测量结果与文献中的光度和光谱数据相结合,重新分析了所有M31 GC M/L_V值。在27个GC的组合样本中,我们发现富金属GC的M/L_V比贫金属GC的M/L_V低,这与恒星星族模型的预测相冲突。其他星系的碎片数据支持这一观察。M31 GC的基本面非常紧密,我们遵循Djorgovski的早期建议,证明基本面可以用来估计精确的距离(可能是10%或更好)。
2009-06-02 astro-ph.CO astro-ph.GA
Evidence for Two Phases of Galaxy Formation from Radial Trends in the Globular Cluster System of NGC 1407
在这里,我们提出了巨大的椭圆星系NGC 1407周围的单个球状星团(GC)的颜色,以140千秒差距或17星系有效半径(R $_e$)的投影银河中心半径。这些数据是晕金属丰度的代表。在5-8.5 R_e(40-70 kpc)范围内,蓝色(贫金属)和红色(富金属)GC亚群的金属丰度梯度均为-0.4 dex/dex。在较大的半径,平均GC颜色(金属丰度)是恒定的。在对M87 GC系统的广域研究中,以及在我们自己的银河系中,也可以看到类似的行为。我们解释这些径向金属丰度的趋势,以表明早期原位耗散过程形成的内部区域和正在进行的吸积低质量星系及其GC形成的外晕。这些结果为大质量星系由内而外形成的两个阶段的星系形成模型提供了观测支持。我们还搜索了文献中其他大规模的早型星系报告GC金属丰度梯度在其内部区域。没有发现与星系质量或环境的明显相关性,但目前样本很小。
2011-01-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
Constraining stellar population models - I. Age, metallicity, and abundance pattern compilation for Galactic globular clusters
我们提出了一个广泛的文献汇编的年龄,金属丰度,和化学丰度模式信息的41个银河系球状星团(GGC)的研究Schiavon等人(2005年)。我们的汇编比以前的类似工作有了显著的改进,特别是在化学丰度方面。其主要目的是使详细的评估和完善的恒星星族合成模型,旨在恢复上述信息的基础上,他们的综合光谱的未解决的恒星系统。然而,由于Schiavon样本跨越了广泛的已知GGC参数空间,我们的汇编也可能有利于调查有关的各种天体物理学的努力,如早期形成的银河系,GGC的化学演化,和恒星演化和核合成。例如,我们确认与我们的编译数据,GGC系统具有双峰金属丰度分布,并均匀增强的α-元素。当与我们的星系团的年龄配对时,我们发现支持银河系通过两个渠道获得球状星团的证据,即卫星星系的原位形成和吸积。C,N,O和Na丰度的分布和每个集群的分散证实了一个已知的事实,即迄今为止研究的所有GGC相对于多个恒星星族已被发现窝藏他们。最后,使用单个恒星的数据,我们也证实了恒星的大气层在离开主序星后逐渐被CN(O)处理的物质污染,并发现了证据表明α元素Mg和Ca可能来自一个以上的核合成生产场所。[删节]
2013-10-11 astro-ph.CO astro-ph.GA
An updated survey of globular clusters in M 31. III. A spectroscopic metallicity scale for the Revised Bologna Catalog
我们提出了一个新的均匀的金属丰度估计的基础上舔指数的245老球状星团的M31星系修订博洛尼亚目录。简要讨论了M31球状星团的金属丰度分布,并与银河系的金属丰度分布进行了比较。简单的参数统计表明,[Fe/H]分布可能不是单峰的。在以前的研究中发现的金属丰度和运动学之间的强相关性得到证实。大多数富含金属的GC倾向于聚集在系统的中心,并分享由HI盘跟踪的银河系旋转。虽然曲线周围的速度色散随着金属丰度的降低而增加,但[Fe/H]<-1.0的星系团也显示出明显的旋转模式,与银河系的对应物不一致。
2009-10-13 astro-ph.CO astro-ph.SR
Spectra of globular clusters in the Sombrero galaxy: evidence for spectroscopic metallicity bimodality
我们提出了一个大样本的200多个已确认的球状星团(GC)与草帽(M104)星系与凯克望远镜上的DEIMOS仪器采取的集成光谱。很大一部分光谱的信噪比足够高,可以使用Brodie和Huchra(1990)的方法测量GC金属丰度。我们发现光谱金属丰度分布范围为-2.2 < [Fe/H] < +0.1,为双峰,峰值在[Fe/H] ~ -1.4和-0.6。因此,草帽星系的GC系统,像其他几个星系现在详细研究,揭示了双峰光谱金属丰度分布支持长期以来的信念,即颜色双峰反映两个金属丰度亚群。这进一步表明,从光学颜色到金属丰度的老恒星星族,如GC的转换,是不是强非线性。我们还探讨了GC亚群的金属丰度的径向和大小分布,但小的数字统计阻止这些分布中的任何明确的趋势。
2011-07-04 astro-ph.CO
Low-Metallicity Protostars and the Maximum Stellar Mass Resulting from Radiative Feedback
新生恒星的最终质量被设定在恒星上的质量吸积终止的时期。我们研究了吸积原恒星的演化和低金属丰度环境中吸积的极限。通过星前核不同金属丰度的温度演化,估算了原恒星的吸积速率。导出的速率随金属丰度的降低而增加,从Z = Z_sun时的10^-6 M_sun/yr增加到Z = 0时的10^-3 M_sun/yr。利用导出的吸积率,数值计算了原恒星的演化。我们发现,在较低的金属丰度,原恒星有一个较大的半径,并达到零年龄主序(ZAMS)在较高的恒星质量。利用这一原恒星的演化,我们评估了辐射反馈阻碍质量吸积的恒星质量上限。我们考虑了辐射压力对吸积包络的影响,以及HII区的膨胀。当Z > 10^-3 Z_sun时,物质吸积最终被作用在包层中尘埃颗粒上的辐射压力所终止,而当金属量较低时,物质吸积最终被HII区的膨胀所终止。这些效应的质量极限随着金属丰度的降低而增加,从Z = Z_sun时的10 M_sun增加到Z = 10^-6 Z_sun时的300 M_sun。吸积的终止发生在所有金属丰度的中心恒星到达ZAMS之后,这使得我们在讨论恒星反馈的质量上限时可以忽略原恒星演化的影响。在低金属丰度的云中,由线冷却引起的碎裂产生质量足够大的星前核,最终的恒星质量由反馈效应决定。
2009-06-08 astro-ph.CO
Mapping the galaxy NGC 4486 (M87) through its Globular Cluster System
如以前的工作所示,球状星团可以用来追踪早期类型星系中弥漫的恒星星族的整体结构,如果每单位恒星质量的星团数量取决于金属丰度。在本文中,我们进一步测试这个假设在星系NGC 4486(M 87),结合几个数据源。结果表明,球状星团允许映射的星系的表面亮度轮廓,综合颜色梯度,化学丰度,质量和光度比高达1000弧秒(或80.4千秒差距),从它的中心(即约10个有效半径)。分析表明,存在一个占主导地位的高金属丰度凸起与红色球状体,其椭圆度向外增加,和一个更扁平的低金属丰度晕与蓝色球状体连接。复合恒星星族的化学丰度梯度与热气体的X射线观测结果非常相似。原则上,恒星星族的质量-金属丰度谱可以用非均匀富集模型来理解。反过来,最蓝的GC和金属丰度最低的晕星的分布与暗物质的分布有着有趣的相似性,这一特征与NGC 1399相同。此外,在这两个星系中,每个暗质量单位的蓝色GC数量在误差范围内是相同的,\approx 1.0(\pm 0.3)\times 10^{-9}。NGC 4486的恒星总质量为6.8(\pm 1.1)\times 10^{11} M \odot,重子质量分数fb = 0.08(\pm 0.01)。
2011-12-08 astro-ph.CO
Spectroscopy of M81 Globular Clusters
我们获得了M81中74个球状星团的光谱。这些球状星团在HST ACS I波段巡天中被确认为候选星团。这74个簇中有68个位于M81核的7'端。其中62个星系团被光谱学证实,使M81星系团的数量从46个增加到108个。我们确定了我们观察到的74个星系团的金属丰度使用基于银河系球状星团的经验校准。结合文献中的34个M81球状星团速度和33个金属丰度数据,对M81球状星团系统的运动学和金属丰度进行了分析。107个金属丰度样本的平均值为-1.06 +/-0.07,高于M31或银河系。我们怀疑这种高的平均金属丰度是由于我们的样品中富含金属的集群的HST I波段调查的空间限制造成的过度代表性。金属丰度分布显示双峰性的边缘证据,富金属和贫金属的峰值近似匹配M31和银河系。GC系统作为一个整体,和金属贫GC单独,显示径向金属丰度梯度的证据。M81球状星团系统整体上表现出强烈的自转迹象,整体的V_r(反投影)= 108 +/- 22 km/s。这个结果可能偏向于高旋转速度,因为富含金属的内部星系团的代表性过高。球状星团子群体的旋转模式与银河系的大致相似:小投影半径的星团和富含金属的星团旋转强烈,而大投影半径的星团和贫金属的星团显示出较弱的旋转证据。
2010-04-15 astro-ph.CO
Optical and IR Photometry of Globular Clusters in NGC1399: Evidence for Color-Metallicity Nonlinearity
我们将新的宽视场相机~3红外通道(WFC 3/IR)F160 W(H)成像数据与来自高级巡天相机(ACS)的存档F475 W(g)、F606 W(V)、F814 W(I)和F850 LP(z)光学数据相结合,用于NGC 1399,天炉座星系团的中央星系。NGC 1399的富球状星团(GC)系统的纯光学g-I、V-I和g-z颜色表现出明显的双峰性,至少在$I_814 > 21.5$星等上是这样。光-IR I-H颜色分布呈现单峰,并且通过混合建模分析证实了这一印象。V-H颜色显示双峰性的边缘证据,与V-I双峰性和I-H单峰性一致。如果双峰是强加给I-H与双高斯模型,优选的蓝色/红色分裂不同于光学颜色;这些“不同的双峰”意味着光学和光学红外颜色不能都与金属度成线性比例。与不同的颜色分布相一致,匹配的GC样品的I-H对g-I的依赖性是显著非线性的,在g-I颜色分布的波谷附近有一个拐点;从ACS天炉座星系团巡天中获得的I-H对g-z颜色的依赖性的结果是相似的。这些g-z颜色已经根据金属丰度进行了经验校准;应用这种校准会产生一个连续的,偏斜的,但单峰的金属丰度分布。总之,这些结果表明,非线性颜色金属丰度关系在塑造所观察到的双峰分布的光学色在河外GC系统中发挥了重要作用。
2012-01-04 astro-ph.CO
Further Definition of the Mass-Metallicity Relation in Globular Cluster Systems Around Brightest Cluster Galaxies
我们结合了15个布里渊星系团的球状星团数据,并利用这些数据追踪了它们的球状星团系统(GCS)中的质量-金属丰度关系(MMR)。这项工作扩展了以前的研究,这些研究将MMR的属性与宿主星系的属性相关联。我们的综合数据集显示了贫金属(MP)亚群的平均趋势,这对应于重元素丰度与星系团质量Z ~ M^(0.30+/-0.05)的比例。未观察到富金属(MR)亚群的趋势,其比例关系与零一致。我们还发现,标度指数是独立的GCS特定的频率和宿主星系的光度,除了矮星系。本文介绍了用Gemini/GMOS对南方巨型椭圆星系NGC 5193和IC 4329周围的球状星团群体进行的(g ',i')测光。这两个星系都有丰富的星系团,在颜色-星等图中显示为正常的双峰序列。我们测试了观察到的MMR,并认为它们在统计上是真实的,而不是我们使用的方法造成的伪影。我们还反对不对称污染导致所观察到的MMR,因为我们的平均结果与其他无污染研究没有什么不同。最后,我们比较了我们的方法与标准的双峰拟合方法(KMM或RMIX),发现我们的结果是一致的。这些结果的解释是一致的球状星团形成的MMR是由GC自富集在其短暂的形成期间,最近的模型。
2009-06-10 astro-ph.CO
The metallicity bimodality of globular cluster systems: a test of galaxy assembly and of the evolution of the galaxy mass-metallicity relation
根据观测到的星系质量-[O/H]关系和z ~4范围内的星系恒星质量函数,以及理论上的星系合并率,我们建立了一个理论模型,研究了星系等级组合方案中球状星团金属丰度双峰态的起源.我们推导出一个新的星系[Fe/H]-M(恒星)关系作为z的函数,并假设GC共享其母星系的金属丰度时,他们的形成,我们填充合并树与GC。我们进行了一系列的星系集合体的蒙特卡罗模拟,并研究了最终的GC人口作为星系质量,组装和恒星形成历史的函数的属性,并在不同的假设下的星系质量-[Fe/H]关系的演化。主要结果如下:1)等级聚类方案自然地预测了星系GC群体中金属丰度的双峰性:富金属GC在z~2附近形成于星系主祖星系中,贫金属GC在z~3-4附近由卫星星系吸积而成。2)该模型再现了所观察到的富金属和贫金属GC的金属丰度作为星系质量的函数的关系。贫金属峰和富金属峰的位置完全取决于星系质量-[Fe/H]关系和[O/Fe]关系的演化,这两个关系都可以用这种方法来约束。我们发现星系[O/Fe]随z线性演化,从z~4时的~0.5到z=0时的~0.1。3)给定星系质量,富金属和贫金属峰的相对强度完全取决于星系组装和恒星形成历史:在致密环境中的星系和/或早期类型的星系显示出更大比例的贫金属GC,而具有稀疏合并历史的星系和/或晚期类型的星系主要是富金属GC。4)对于质量小于M(star)~ 1 e9和z>2的星系,GC金属丰度双峰性消…
2012-11-07 astro-ph.CO
Deriving Metallicities From the Integrated Spectra of Extragalactic Globular Clusters Using the Near-Infrared Calcium Triplet
近红外波段的Ca三重态(CaT)特征已被用作单个恒星以及银河系球状星团(GC)和星系的综合光的金属丰度指标,取得了不同程度的成功,有时也会产生令人困惑的结果。使用凯克的DEIMOS多目标摄谱仪,我们获得了144个完整的光谱样本的GC周围的最亮的星系NGC 1407来测试是否CaT指数可以作为一个金属丰度指标的河外GC。不同的单恒星星族模型对CaT作为金属丰度函数的行为做出了不同的预测。在这项工作中,使用经验转换从CaT指数值获得NGC 1407周围GC的金属丰度。测得的CaT/金属丰度分布显示出意想不到的功能,最显着的是,最明亮的红色和蓝色GC具有相似的CaT值,尽管他们的平均颜色差异很大。对NGC 1407 GC系统中这种行为的建议解释是:1)CaT可能受到热蓝色恒星的影响,2)CaT可能比模型预测的更早饱和,和/或3)颜色可能不是线性跟踪金属丰度。直到这些可能性被理解,使用的CaT作为金属丰度指标的综合光谱的河外GC将仍然存在问题。
2010-02-25 astro-ph.CO
Globular Cluster Systems in Giant Ellipticals: the Mass/Metallicity Relation
本文利用哈勃空间望远镜ACS/WFC的(B,I)数据研究了距离约40 Mpc的6 gE星系周围的球状星团种群。这个总数包含了大约8000个高概率球状星团的样本。PSF卷积的King模型轮廓用于测量它们各自的总星等、颜色和有效半径。GC颜色-星等分布的经典双峰形式在所有星系中都清晰地显示出来,这使得沿着两个序列中的每一个序列的平均颜色作为星等的函数(质量/金属丰度关系或MMR)得到准确的定义。蓝色的贫金属星系团序列显示了一个清晰但非线性的MMR,从低光度下的近垂直序列平滑地变化到高光度下的逐渐向红的斜率,而红色的富金属序列在所有光度下都几乎垂直。目前数据的所有观测特征都符合MMR主要是由GC自富集产生的解释,沿着Bailin和Harris(2009)的定量模型:这种效应应该变得明显的“阈值”质量接近100万太阳质量,这与数据中看到的过渡区域密切一致。与其他参数的GC的中值半光半径的相关性表明,金属贫乏的集群是一贯的17%大于那些富含金属的集群,在所有的银河系中心的距离和光度。同时,星系团的大小与晕的位置成比例关系,r_h ~ R_gc ^0.11,表明金属丰度和外部潮汐环境都对决定星系团的大小起作用。最后,红色和蓝色GC组分都显示出金属丰度随银河系距离的梯度,遵循Z ~ R_gc^-0.1。
2009-04-27 astro-ph.CO
Multicolour-metallicity Relations from Globular Clusters in NGC 4486 (M87)
本文对521个球状星团(GC)候选者进行了双子座格里兹测光,观测视场为5.5 × 5.5弧分,中心位于巨大椭圆星系NGC 4486中心以南3.8弧分和以西0.9弧分。所有这些对象以前出版的(C-T1)测光。我们还提出了新的(C-T1)测光的338个球状体,在1.7弧分的银河中心半径,其中(g-z)的颜色在测光系统所采用的室女星系团调查的高级相机的调查哈勃太空望远镜。这些光度数据被用来定义一个自我一致的网格(避免多项式拟合)和初步校准的两个化学丰度尺度。由此产生的色度-化学丰度关系用于测试GC化学丰度分布。这是通过对可以根据Cgriz带定义的十个GC颜色直方图进行建模来实现的。我们的结果表明,GC观察到的颜色直方图的最佳拟合与真正的双峰化学丰度分布NGC(Z)一致。另一方面,每个(蓝色和红色)GC亚群遵循不同的颜色-颜色关系。
2013-02-13 astro-ph.CO