GOODS-Herschel: Separating High Redshift active galactic Nuclei and star forming galaxies Using Infrared Color Diagnostics
我们已经编制了一个大样本的151高红移（z=0.5-4）星系选择在24微米（S24>100 μ J）在GOODS-N和ECDFS领域，我们有深斯皮策IRS光谱，使我们能够分解中红外光谱的贡献，从恒星形成和活动的星系核。此外，我们还有来自斯皮策IRAC/MIPS和赫歇尔PACS/SPIRE的大量光度数据。我们探讨如何有效地不同的红外颜色组合是在分离我们的中红外光谱确定的活动星系核从我们的恒星形成星系。我们深入研究现有的IRAC颜色诊断，并探索结合中红外，远红外和近红外测光的新颜色-颜色诊断，因为这些组合提供了有关光源红外光谱形状的最详细信息。使用结合了远红外和中红外光度测定的颜色的额外好处是，它指示驱动红外光度的电源。对于我们的数据集，最佳颜色选择是S250/S24与S8.0/S3.6和S100/S24与S8.0/S3.6;两种诊断在主要由恒星形成星系和活动星系核占据的区域中分别具有约10%的污染率。基于低污染率，这两个新的红外颜色的颜色诊断是理想的估计一个星系的中红外电源时，光谱是不可用的和占主导地位的电源有助于红外光度。在缺乏远红外数据的情况下，我们提出了使用WISE中红外波段的颜色诊断，它可以有效地选择出高z（z~2）恒星形成星系。
2012-12-12 astro-ph.CO
Using Colors to Improve Photometric Metallicity Estimates for Galaxies
在恒星形成星系的质量和金属丰度之间有一个众所周知的相关性。由于质量与光度相关，当光谱学不可用时，这种关系经常被利用来基于单波段测光来估计星系的金属丰度。然而，我们发现，星系的颜色通常是更有效的比光度作为金属丰度的预测。这是颜色和星系质光比之间的相关性以及最近发现的恒星形成率（SFR）和质量金属丰度关系残差之间的相关性的结果。使用斯隆数字巡天光谱的180，000附近的星系，我们得出“LZC关系”，经验关系之间的金属（在七个常见的强线诊断），光度和颜色（在十个过滤器对和四种测光方法）。我们发现，这些关系允许光度金属丰度估计，基于光度和一个单一的光学颜色，这是50%以上的精确度比那些基于光度单独;星系金属丰度可以估计到0.05 - 0.1德克斯的光谱衍生值取决于所使用的金属丰度诊断。在金属丰度估计中包括颜色信息也减少了向高或低SFR环境倾斜的群体的系统偏差，正如我们使用超新星SN 2010 ay的宿主星系所示。这一新工具将为正在进行的和未来的广域成像调查中的星系群研究提供更多的统计能力，如超新星和伽马射线暴（GRB）宿主环境。
2013-08-12 astro-ph.CO
The impact of the nitrogen-to-oxygen ratio on ionized nebulae diagnostics based on [NII] emission lines
我们研究了氮和氧丰度之间的关系，作为金属丰度的一个样本的发射线对象的金属丰度的直接测量已经成为可能。这个样本代表了我们在宇宙中发现的非常不同的电离和化学富集条件。我们首先构建的N/O与O/H图，我们讨论了它的大分散在所有金属丰度制度。使用相同的样品和一个大的网格的光电离模型覆盖非常不同的值的N/O比，然后我们研究了最广泛使用的强线校准金属的基础上[NII]发射线，如N2和O3 N2。我们表明，这些参数低估了金属丰度在低N/O比，反之亦然。我们还调查了不同的诊断图上的N/O比的效果，用于区分窄线活动星系核的恒星形成区域，如[OIII]/Hbeta与[NII}]/Halpha，我们表明，大部分的星系编目为复合在这个图中，实际上，恒星形成星系的N/O比的高值。最后，利用对N/O丰度比敏感的强线方法，如N_2O_2和N_2S_2，我们研究了SDSS星系的N/O丰度比与恒星质量之间的关系。我们发现，在质量-金属丰度关系的情况下，这两个量之间的相关性和最大质量的星系，这可能是一个后果的N/O的分散在高金属丰度制度的增强的关系的平坦化。
2009-06-01 astro-ph.CO astro-ph.GA
Mid-Infrared Properties of the Swift Burst Alert Telescope Active Galactic Nuclei Sample of the Local Universe. I. Emission-Line Diagnostics
我们比较了中红外发射线的性质，从硬X射线（14 - 195 keV）的高分辨率斯皮策光谱选择附近（z < 0.05）活动星系核的样品检测的爆发警报望远镜（BAT）的斯威夫特。Seyfert 1和Seyfert 2的中红外发射线[O IV] 25.89 μ m、[Ne II] 12.81 μ m、[Ne III] 15.56 μ m和[Ne V] 14.32/24.32 μ m和硬X射线连续谱的光度分布没有明显差异，但6个新发现的BAT活动星系核在[O IV]中处于欠发光状态。很可能是宿主星系尘埃灭绝的结果。中红外相关性和BAT通量和光度的整体紧密性表明，发射线主要出现在AGN电离的气体中。我们还比较了BAT活动星系核中的中红外发射线与已发表的ULIRGs、PG类星体、恒星形成星系和LINER的研究结果。比较[Ne III]/[Ne II]和[O IV]/[Ne III]的比值，发现BAT活动星系核样品处于一个特殊的区域。这些线的比率是较低的来源，以前已被分类在中红外/光学活动星系核比BAT活动星系核，这表明，在我们的X射线选择的样本，活动星系核代表的主要贡献，所观察到的线发射。这些比值代表了区分活动星系核和恒星形成星系的新的发射谱线诊断。
2010-04-29 astro-ph.CO
An optical/near-infrared survey of GCs in early-type galaxies
本文报道了14个早型星系中球状星团系统的光学/近红外观测结果。我们调查了最近的声明（Yoon，Yi和Lee 2006），即GC系统中的颜色双峰性是由水平分支形态驱动的非线性颜色-金属丰度转换的假象。利用光学和近红外颜色的组合原则上可以打破年龄/金属丰度简并的事实，我们还分析了这些系统中的年龄分布。
2009-10-01 astro-ph.CO
WISE Discovery of Low Metallicity Blue Compact Dwarf Galaxies
本文报道了利用宽视场红外巡天探测器（WISE）发现的两个新的低金属丰度蓝矮星系WISEP J080103.93+264053.9（以下简称W 0801 +26）和WISEP J170233.53+180306.4（以下简称W1702+18）。我们通过这两种BCD在中红外波长下的极红色来识别它们，并使用凯克一号上的低分辨率成像光谱仪获得了后续的光谱学。这两个来源的中红外特性与研究充分的极低金属量星系SBS 0335- 052 E相似。我们确定W 0801 +26和W1702+18的金属丰度分别为12 + log（O/H）= 7.75和7.63，将它们置于非常缺乏金属的星系中（Z < 1/10 Zsun）。它们的H β当量宽度大于300埃，与SBS 0335- 052 E相似，暗示存在年轻（小于500万年）的恒星形成区。我们测量的W 0801 +26和W1702+18的恒星形成率分别为2.6和10.9 Msun/年。这些BCD显示了最近在极低金属丰度环境中的恒星形成活动，为研究极端条件下的恒星形成提供了新的实验室，并且是宇宙中形成的第一代星系的低红移类似物。利用全天WISE巡天，我们讨论了一种新的方法来识别类似的恒星形成，低金属丰度的BCDs。
2011-06-23 astro-ph.CO
Modeling Mid-Infrared Diagnostics of Obscured Quasars and Starbursts
我们分析了活动星系核（AGN）和中红外线流量之间的联系，使用尘埃辐射转移计算的恒星爆发实现流体动力学模拟。专注于星系尘埃的影响，我们评估诊断通常用于解开AGN和恒星形成的超亮红外星系（ULIRGs）。我们研究这些量作为时间的函数，视角，尘埃模型，活动星系核光谱，并在合并模拟活动星系核的强度代表两个可能的极端的ULIRG人口：一个是典型的富含气体的合并在z ~ 0，另一个是非常模糊的恒星爆发的特征在z ~ 2至4。这个高度模糊的爆发开始于恒星形成主导的PAH发射，结束于大约10^9年的红色近红外颜色。在活动星系核最明亮的合并阶段，尘埃模糊了活动星系核的近红外特征，减少了多环芳烃（PAHs）的相对排放，并增强了硅酸盐颗粒对9.7微米的吸收。虽然一般与以前的解释一致，我们的结果意味着没有这些指标可以明确地估计AGN光度分数在所有情况下。出于模拟的动机，我们表明，在9.7微米的消光功能，PAH的强度，和近红外斜率的组合，可以同时约束AGN分数和尘埃颗粒分布的范围广泛的遮蔽。我们发现，这一指标，访问詹姆斯韦伯太空望远镜，可以估计活动星系核的功率一样紧密的硬X射线通量单独，从而提供了一个有价值的未来的交叉检查和约束遥远的ULIRGs的大样本。
2013-04-11 astro-ph.CO
The mass-metallicity and fundamental metallicity relations at z>2 using VLT and Subaru near-infrared spectroscopy of zCOSMOS galaxies
在局域宇宙中，有很好的证据表明，在一个给定的恒星质量M，气相金属丰度Z是反相关的恒星形成率（SFR）的星系。也有人声称，由此产生的Z（M，SFR）关系是不变的红移-所谓的基本金属丰度关系（FMR）。由于在确定金属丰度时存在许多困难，特别是在较高的红移时，Z（M，SFR）关系的形式以及它是否真的与红移无关仍然存在很大的争议。为了探索z>2时的这个问题，我们使用VLT-SINFONI和Subaru-MOIRCS对20个zCOSMOS深星系在2.1<z<2.5时的近红外光谱进行了测量，以测量多达五条发射线的强度：[OII]，Hbeta，[OIII]，Halpha和[NII]。这种近红外光谱使我们能够获得O/H金属丰度，也从消光校正的Halpha测量SFR。我们发现，这些恒星形成星系在z~2.3处的质量-金属丰度关系（MZR）比本地SDSS MZR低3到5倍，比Erb等人（2006）使用[NII]/Halpha堆叠光谱的金属丰度发现的变化更大。我们讨论了如何不同的选择的样品和金属丰度校准可能是负责这种差异。星系显示直接的证据表明，SFR仍然是在这些红移的质量金属丰度关系的第二个参数。然而，确定Z（M，SFR）关系是否随历元不变取决于从局部样本使用的外推法的选择，因为给定质量的z>2星系比局部SDSS星系具有更高的SFR。我们发现，如果我们使用Lilly等人（2003）的Z（M，SFR）关系…
2014-06-23 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spitzer Spectroscopy of Infrared-Luminous Galaxies: Diagnostics of AGN and Star Formation and Contribution to Total Infrared Luminosity
我们用Spitzer红外光谱仪研究了65个在0.02 < z < 0.6，F（24 μ m）> 1.2mJy的自然红外发光星系。IRS光谱覆盖了PAH特征和重要原子诊断线的波长。我们的样品对应于L（IR）= L（8- 1000微米）= 10^10-10^12 Lsun。我们将我们的星系分为那些具有斯皮策IRAC颜色的星系（IRAGN）和那些颜色指示恒星形成过程的星系（非IRAGN）。与非IRAGN相比，IRAGN表现出更小的PAH发射EWS，这是由于活动星系核中红外连续谱的增加。我们发现，在IRAGN和非IRAGN样本中，PAH光度与[Ne II]发射强烈相关，由此我们得出结论，PAH光度直接跟踪IRAGN和非IRAGN星系的瞬时SFR。我们比较了PAH光度与总红外光度的比率，并表明对于大多数IRAGN恒星形成占L（IR）的10-50%。我们还发现IRAGN和非IRAGN的PAH光度比L（11.3）/L（7.7）和L（6.2）/L（7.7）之间没有可测量的差异，这表明活动星系核在整个星系尺度上并没有显著地激发或破坏PAH分子。一个小的星系子集显示过量的[O IV]发射相比，他们的PAH的排放，这表明存在严重模糊AGN，包括3个星系，否则不被选为IRAGN。IRAGN和[O IV]-过剩天体的低PAH发射和低[Ne II]发射意味着它们具有低的SFR，它们的IR光度受活动星系核相关过…
2013-04-18 astro-ph.CO
The Physical Conditions of a Lensed Star-forming Galaxy at z=1.7
我们报告的休息帧光学凯克/NIRSPEC光谱的明亮透镜星系RCSGA 032727-132609在z=1.7037。从精确测量的星云线，我们推断出一些物理性质：红移，消光，恒星形成率，电离参数，电子密度，电子温度，氧丰度，和N/O，Ne/O和Ar/O丰度比。[O III]~4363 A的极限通过“直接”或电子温度方法严格限制了氧丰度，这是第一次在z~2的平均金属丰度星系中。我们比较了这个结果，几个标准的“亮线”O丰度诊断，从而测试这些peculically-calibrated诊断原位。最后，我们探讨了透镜和非透镜星系在标准诊断图中的位置，并探讨了电离条件和质量-金属丰度比在z=2时的多样性。
2011-02-11 astro-ph.CO
The CO-to-H2 Conversion Factor From Infrared Dust Emission Across the Local Group
我们估计的转换因子CO排放到H2的质量，α_CO，在五个本星系群星系，跨越大约一个数量级的金属量- M31，M33，大麦云（LMC），NGC 6822，和小麦哲伦云（SMC）。我们沿着视线从红外（IR）发射的灰尘质量模型，然后解决的α_CO，最好允许一个单一的气尘比（delta_GDR）来描述每个系统。这种方法仍然敏感的CO-暗信封的H2周围的分子云。在M 31、M 33和LMC中，我们发现α_CO \approx 3-9 M_sun pc^-2（K km s^-1）^-1，在不确定性范围内与银河系的值一致。在我们的样本中，两个金属丰度最低的星系NGC 6822和SMC（12 + log（O/H）\approx 8.2和8.0）表现出更高的α_CO。我们的最佳估计值是α_NGC 6822 \approx 30 M_sun/pc^-2（K km s^-1）^-1和α_SMC \approx 70 M_sun/pc^-2（K km s-1）-1。这些结果与转换因子变为CO是12 + log（O/H）\sim 8.4 - 8.2附近金属度的强函数一致。我们赞成的解释，减少灰尘屏蔽导致的主导地位的无CO信封分子云低于此金属。
2011-02-22 astro-ph.CO
Understanding Interstellar Metals during Reionization with Radiative SPH Simulation: Metallicity and Emission Lines from the ISM at $10 \geq z \geq 5$
本文通过Technicolor Dawn辐射SPH模拟与再电离时期观测对比，检验星系电离与金属增丰，发现模拟氧丰度偏高0.5 dex，O32诊断偏差1 dex，且模拟星系电离参数普遍偏高。
2025-10-22 astro-ph.CO astro-ph.GA
AGN Emission Line Diagnostics and the Mass-Metallicity Relation up to Redshift z~2: the Impact of Selection Effects and Evolution
探测星系电离源的发射线诊断图，如鲍德温-菲利普斯-特列维奇（BPT）图，已被广泛用于区分活动星系核和纯粹的恒星形成星系。然而，它们在更高的红移上仍然知之甚少。我们揭示了这个问题的经验方法的基础上，z~0参考样本建立从~ 300，000 SDSS星系，从我们模仿选择效应，由于典型的发射线检测限在较高的红移。我们结合这一低红移参考样本与一个简单的处方的光度演化的全球星系人口预测的高红移星系的BPT和质量激发（MEx）诊断图的轨迹。预测的二元分布与直接观测到的星系z~1.5，包括观察到的恒星质量-金属丰度（MZ）关系演化非常吻合。因此，我们推断，高红移恒星形成星系是一致的具有“正常”ISM属性的z~1.5，占选择效应和线光度演化后。也就是说，它们的光学线比和气相金属丰度与具有相同发射线光度的低红移星系相当。相反，活动星系核的窄线区域可能在较高的红移下向较低的金属丰度移动。虽然ISM条件的物理演化对于纯粹的恒星形成星系并不排除，并且从z>2开始可能更重要，但我们发现可靠地量化这种演化受到选择效应的阻碍。这里提供的食谱可以作为未来研究的基础。预测BPT和MEx诊断图上星系轨迹的代码，以及MZ关系作为发射线光度极限的函数，是公开可用的。
2014-05-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The Carnegie Hubble Program: The Infrared Leavitt Law in IC 1613
我们已经观察到矮星系IC 1613，在多个时代的中红外使用斯皮策和同期在近红外使用新的四星近红外相机麦哲伦。我们在J，H，K_s，[3.6]和[4.5]波段建立了造父变星的周期-光度关系，并利用它们视距离模的游程作为波长的函数，导出了到IC 1613的视线红化和距离。使用九波段拟合，我们发现E（B-V）= 0.05 +- 0.01等，消光校正距离模数为mu_{0} = 24.29 +- 0.03_{统计} +- 0.03_{系统}等。通过将我们的多波段和[3.6]距离模数与红巨星分支尖端和红团距离指示器的结果进行比较，我们发现，在金属丰度范围-1.0 < [Fe/H] < 0.2的情况下，金属丰度对3.6微米处的造父变星距离没有可测量的影响，因此在该波长处的哈勃常数的推导不需要对金属丰度进行校正。
2013-06-24 astro-ph.CO astro-ph.GA
Globular clusters of NGC 3115 in the near-infrared. Demonstrating the correctness of two opposing scenarios
我们结合新的近红外VLT/HAWK-I数据的球状星团（GC）在孤立的边缘上的S 0星系NGC 3115的光学和光谱从文献中获取的，目的是分析多波段GC颜色分布。SLUGGS巡天最近的一项研究表明，该星系中的GC遵循Ca II三重态指数的双峰分布。因此，NGC 3115提出了一个具有多个不同金属丰度亚群的GC系统的关键例子，这可能会反对“投影”方案，该方案假定普遍存在的颜色双峰性主要是由颜色-金属丰度关系中的非线性引起的。使用光学，近红外光谱和光谱数据，我们发现了强有力的和一致的证据，指数双峰，独立地证实了NGC 3115 GC中的金属丰度双峰。同时，我们也发现了一些颜色-颜色非线性的证据。在以前研究的更广泛背景下，NGC 3115中GC双峰的一致性表明，在GC系统的光学和光学-近红外颜色分布之间存在明显差异的情况下（如在一些巨型椭圆星系中），明显的不一致性很可能是由颜色-金属丰度关系的非线性引起的。
2014-02-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
Low-Redshift Lyman Limit Systems as Diagnostics of Cosmological Inflows and Outflows
我们使用宇宙学流体动力学模拟与恒星反馈的FIRE项目研究的物理性质的莱曼极限系统（LLS）在z<1。在这些低的红移，LLS与星系周围的致密气体结构密切相关，例如星系风，矮卫星和来自星系际介质的冷流入。我们的分析是基于14个放大模拟，覆盖了z=0时晕质量范围M_h~10^9-10^13 Msun，我们将其与暗物质晕质量函数卷积以产生宇宙学统计。我们发现，大多数宇宙学选择的LLS与质量范围为10^10 <Mh < 10^12 Msun的晕相关联。柱10^16.2 < N_HI < 2x10^20 cm^-2的模拟吸收体的入射和HI柱密度分布与观测结果一致。高速外流（径向速度超过晕圈速度的2倍以上）往往具有较高的金属丰度（[X/H] ~ -0.5），而金属丰度非常低（[X/H] < -2）的LLS通常与星系际介质的气体下落有关。然而，大多数LLS占据金属丰度-径向速度空间的中间区域，其中金属丰度和径向运动学之间没有明显的趋势。在FIRE模拟中，由于星系风在低红移时回落到星系中，因此出现了富含金属的流入。总体模拟LLS金属丰度分布的平均值（标准差）[X/H] = -0.9（0.4），没有显示双峰性的显著证据，这与最近的观测研究相反，但与具有广泛质量和金属丰度的晕产生的LLS一致。
2017-05-16 astro-ph.CO astro-ph.GA
Polycyclic aromatic hydrocarbons in spatially resolved extragalactic star forming complexes
自从首次获得河外天体的详细红外数据以来，低金属量和高金属量星系中多环芳烃的丰度一直受到广泛讨论。在整个星系的尺度上，经常观察到低金属量星系中的PAH丰度较小。我们研究这种关系，在附近的星系中的恒星形成区域，包含200多个HII复合物的样本，使用空间分辨的观测从赫歇尔空间天文台和斯皮策太空望远镜。我们使用一个沙尘排放模型来估计物理参数（多环芳烃丰度、金属丰度、紫外辐射场等）。这些复合物。PAH丰度与金属丰度的相同相关性，如整个星系所见，显然是保存在较小的尺度，至少当使用Kobulnicky & Kewley金属丰度校准。我们讨论了这种相关性的可能原因，注意到低金属丰度AGB恒星中不太有效的PAH形成的痕迹应该被星系盘中的径向混合所掩盖。有效的破坏，更难和更强的紫外线场在低金属环境中是定性与我们的数据相一致，紫外线场强度，来自红外光度法，确实是较小的HII配合物与较低的金属。
2013-02-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
