Spin Parity of Spiral Galaxies II: A catalogue of 80k spiral galaxies using big data from the Subaru Hyper Suprime-Cam Survey and deep learning
我们报告了一个自动的星系形态分类为S方向螺旋，Z方向螺旋和非螺旋使用大图像数据从斯巴鲁/超Suprime-Cam（HSC）调查和卷积神经网络（CNN）为基础的深度学习技术。HSC的i波段图像比斯隆数字巡天（SDSS）的图像深25倍，空间分辨率高出两倍，使我们能够识别z>0.1的星系中的螺旋臂和条等子结构。我们通过使用1447个S螺旋、1382个Z螺旋和51，650个非螺旋的HSC图像来训练CNN分类器。由于每类图像的数量不平衡，我们通过图像的水平翻转、旋转和重新缩放来增加螺旋星系的数据，使三类图像的数量相似。经过训练的CNN模型正确分类了97.5%的验证数据，这些数据不用于训练。我们将CNN应用于50万个i波段星等i<20、面积为320度^[2]的星系的HSC图像。识别出37，917个S-螺旋和38，718个Z-螺旋，表明两类之间的数量没有显著差异。在总共76，635个旋涡星系中，有48，576个位于z>0.2的位置，我们很难在SDSS图像中识别出旋臂。我们的尝试表明，HSC大数据和CNN的组合具有很大的潜力来分类各种类型的形态，如酒吧，合并和强透镜对象。
2020-06-24 astro-ph.GA
Testing theories in barred spiral galaxies
根据最近提出的一个版本的“流形”理论，解释了与混沌轨道有关的螺旋和环的起源，与较弱的酒吧星系相比，具有较强酒吧的星系应该有更高的螺旋臂俯仰角。利用俄亥俄州立大学亮星系巡天中的一个棒旋星系子样本，分析了旋臂的俯仰角。这些进行了比较，从文献中获得的酒吧的实力。结果发现，星系中的螺旋臂保持对数形状超过70 $\degr$似乎证实了预测的趋势。
2011-10-14 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spin Parity of Spiral Galaxies IV -- Differential Reddening of Globular Cluster Systems of Nearby Spiral Galaxies
本文通过几何模型分析M31、M33和NGC253球状星团系统的较差红化，确认M31与NGC253中红化显著一侧为近侧，为利用旋涡缠绕方向研究星系大尺度自旋分布提供新依据。
2024-07-08 astro-ph.GA
Multiple Mechanisms Quench Passive Spiral Galaxies
我们研究了附近35个被动螺旋星系样本的性质，以确定它们的主要猝灭机制。所有五个低质量（$\textrm{M}_{\star} < 1 \times 10^{10} \textrm{M}_{\odot}$）被动螺旋星系都位于丰富的室女星系团。这与具有恒星形成的低质量螺旋星系形成鲜明对比，后者居住在一系列环境中。我们假设，集群规模的气体剥离和加热机制只在丰富的集群工作需要淬火低质量被动螺旋，和冲压压力剥离和扼杀是明显的候选人。对于更高质量的被动螺旋，虽然趋势是存在的，但故事不太清楚。被动螺旋棒的比例很高：74 $\pm$ 15%，相比之下，36 $\pm$ 5%的质量，红移和T型匹配的恒星形成的螺旋星系的比较样本。大质量被动螺旋星系大多数（但不限于）成群出现，可以是中心星系或卫星星系。被动螺旋星系群的分数为74 $\pm$ 15%，与恒星形成星系的比较样本的分数61 $\pm$ 7%相似。我们在被动螺旋样本中发现了通过内部结构和环境进行淬火的证据，尽管有些星系没有证据。从这一点上，我们得出结论，没有一个机制是负责淬火恒星形成被动螺旋星系-相反，需要混合的机制，以产生被动螺旋分布，我们今天看到的。
2017-10-30 astro-ph.GA
A new method for reconstructing the density distribution of matter in the disks of spiral galaxies from the rotation velocity curve in it
本文提出了一种新的方法，用于重建螺旋星系平盘中物质的面密度。面密度是通过观测到的旋涡星系盘中可见物质的自转速度曲线来表示的。新方法不需要求特殊函数的积分。找到的解决方案是用于处理和分析的观测数据，从几个螺旋星系。新方法可用于更精确地估计螺旋星系中暗物质的数量。
2011-05-16 astro-ph.GA
The possible evolution of pitch angles of spiral galaxies
本文通过测量COSMOS天区171个正面朝向旋涡星系共359条旋臂的倾角并分析其随红移的变化，发现旋涡图样随时间平均变得更紧密缠绕，且主导产生机制可能发生改变。
2023-11-28 astro-ph.GA
On Dark Matter, Spiral Galaxies, and the Axioms of General Relativity
从几何动机暗物质回到广义相对论的公理，我们展示了如何标量场暗物质，自然形成暗物质密度波，由于其波的性质，可能会导致观察到的棒旋图案密度波在许多盘星系和三轴形状与可信的亮度轮廓在许多椭圆星系。如果正确的话，这将为螺旋星系中的螺旋和棒以及椭圆星系的亮度分布提供一个统一的解释。我们将初步的计算机模拟结果与实际星系的照片进行了比较。
2010-04-22 astro-ph.GA physics.gen-ph
A Photometrically and Spectroscopically Confirmed Population of Passive Spiral Galaxies
我们已经确定了人口的被动旋涡星系测光和积分场光谱。我们选择了z<0.035的螺旋星系，这些星系具有WISE颜色，与温暖尘埃的中红外发射相一致。对51个旋涡星系进行的紫外、可见光和中红外匹配孔径测光显示，这些星系的颜色与被动星系一致。六个星系组成了一个光谱试验研究，并使用宽视场光谱仪（WiFeS）进行观察，以检查恒星形成时星云发射的迹象。我们没有看到在以前的红色螺旋样本中发现的大量星云发射的证据。这六个星系的吸收线光谱有4000个突变，平均光度加权年龄为2.3 Gyr。我们的光度和IFU光谱观测证实了当地被动螺旋星系的人口的存在，这意味着转化为早期型的形态是不需要淬火的恒星形成。
2016-06-12 astro-ph.GA
SpArcFiRe: morphological selection effects due to reduced visibility of tightly winding arms in distant spiral galaxies
银河动物园提供了许多星系的形态数据。在银河动物园的数据中发现了几种偏见。在这里，我们报告了一种新发现的选择效应：对研究螺旋星系感兴趣的天文学家可能会根据螺旋度阈值（报告看到螺旋结构的银河动物园人类的比例）选择一组螺旋星系。SpArcFiRe是一个自动化工具，它将螺旋星系分解成其组成的螺旋臂，提供有关其结构的客观，定量数据。SpArcFiRe测量螺旋臂的螺旋角。我们观察到，当根据螺旋度阈值选择一组旋涡星系时，旋臂的俯仰角随红移的增加而增加。我们假设这是一种选择效应：紧密缠绕的旋臂随着红移的增加而变得不那么明显，导致更少的此类星系被包含在更高红移的样本中。我们通过人工降低附近星系的图像来证实这一假设，然后使用在Galaxy Zoo数据上训练的机器学习算法为每个人工降低的图像提供螺旋。它正确地预测了螺旋度随着图像质量的降低而降低。因此，这些星系的平均俯仰角仍然高于螺旋阈值高于那些被淘汰的选择效应。这表明，使用Galaxy Zoo投票阈值选择星系样本的用户必须仔细考虑选择对形态测量影响的可能性，即使测量本身被认为是客观和无偏见的。最后，我们还进行了实证敏感性分析，以证明SpArcFiRe的输出变化在一个平滑和可预测的方式，其内部算法参数的变化。
2017-07-07 astro-ph.GA
Quantifying the fine structures of disk galaxies with deep learning:Segmentation of spiral arms in different Hubble types
螺旋臂和其他星系成分（如巨型分子云和大质量OB星）之间的空间相关性表明，螺旋臂在盘状星系演化的各个方面都发挥着至关重要的作用。因此，盘星系旋臂的分割是研究这些相关性的一个关键任务。我们在这里尝试使用U-网将盘状星系分解为螺旋和非螺旋区域，U-网基于深度学习算法，并已被发明用于生物学中的分割任务。
2021-03-15 astro-ph.GA astro-ph.IM
Spin Parity of Spiral Galaxies I -- Corroborative Evidence for Trailing Spirals
星系的螺旋结构究竟是尾随的还是超前的一直是一个争论的话题。我们提出了一个新的146个旋涡星系的自旋宇称星表，它列出了以下三条信息：在天空中观察到的旋涡结构是S方向还是Z方向;星系短轴的哪一侧更暗更红，基于对Pan-STARRS和/或ESO/DSS 2红色图像档案的检查，以及银河系主轴的哪一边正在接近我们。这篇论文证实了目录中所有的旋涡星系都显示出这三个参数之间的一致关系，没有任何证实的反例，这支持了普遍接受的解释，即所有的旋涡星系都是尾随的，银河系盘的较暗/较红的一侧离我们更近。虽然本文的结果可能并不令人惊讶，但它们为分析旋涡星系的S/Z缠绕分布提供了理论基础，利用现在和不久的将来可获得的大而均匀的图像数据库，研究星系的自旋涡度分布，以约束星系的形成情景和宇宙的大尺度结构。
2019-10-24 astro-ph.GA
Less Wound and More Asymmetric: JWST Confirms the Evolution of Spiral Structure in Galaxies at $z \lesssim 3$
本文利用HST和JWST数据对159个遥远旋涡星系进行测光分解，发现随红移增加旋臂螺距角增大、方位角长度减小且不对称性增强，证实旋臂结构随时间变得更加紧密缠绕，并指出波段移动效应可与演化效应相当甚至更强。
2025-01-20 astro-ph.GA
Short-term dynamical evolution of grand-design spirals in barred galaxies
利用三维$N$体/流体动力学模拟研究了棒旋星系中恒星大设计旋臂的短期动力学演化。类似于以前的数值模拟无棒，多臂螺旋，我们发现，在棒星系的宏伟设计的螺旋臂不是静止的，而是动态的。这意味着旋臂的振幅、俯仰角和旋转频率不是恒定的，而是在几亿年内发生变化（即星系的典型旋转周期）。我们还发现，棒星系中清晰的大设计螺旋只有在螺旋与棒的末端连接时才会出现。此外，我们发现，在外部区域（$R>$ 1.5- 2杆半径）的螺旋臂的短期行为可以用摆动放大理论来解释，而在内部区域（$R<$ 1.5- 2杆半径），杆的影响是不可忽略的。这些结果表明，虽然棒星系中的大设计旋臂受到恒星棒的影响，但大设计旋臂本质上不是起源于棒驱动的固定密度波，而是自激动态模式。我们暗示，即使在棒旋星系中，一个刚性旋转的大设计螺旋也不能成为研究气体流动和云形成的合理动力学模型。
2015-10-01 astro-ph.GA
Superluminous Spiral Galaxies
我们发现了与椭圆星系团一样明亮的旋涡星系，其r波段单色光度L_r=8- 14 L ~（*）（4.3- 7.5E ~（44）erg/s）。这些超螺旋星系也是巨大而巨大的，直径D=57-134 kpc，恒星质量M_stars=0.3-3.4E11 M_sun。我们发现53个超螺旋的一个完整的样本的1616个SDSS星系的红移z <0.3 and L_r>8L*。最接近的例子是z=0.089。我们使用现有的测光估计它们的恒星质量和恒星形成率（SFR）。SDSS和WISE的颜色与蓝色序列上正常的恒星形成螺旋一致。然而，5-65 M_sun/yr的极端质量和快速SFR将超螺旋置于参数空间的稀疏区域，在恒星形成的盘状星系主序星之上。超级螺旋占据了各种各样的环境，从孤立到集群中心。我们发现了四个超级螺旋星系系统，它们是后期的主要合并-这可能是它们形成的线索。我们认为，超级螺旋是一个残余人口的未淬火，大规模的磁盘星系。当它们的气体供应被切断，并且它们的圆盘逐渐消失后，它们最终可能成为巨大的透镜状星系。
2016-01-07 astro-ph.GA
Dawes Review 4: Spiral Structures in Disc Galaxies
大多数天体物理学都涉及对螺旋星系以及其中恒星和行星的研究，但星系中螺旋臂的形成和演化仍然是一个基本问题。这一领域的重大进展主要是在1960年代和1970年代初取得的，但自那时以来，没有关于这一领域状况的全面最新资料。在这篇评论中，我们讨论了理论上的进展，特别是数值计算，这与20世纪60年代和70年代不同，现在是司空见惯的，以及最近的观测发展。我们阐述了螺旋臂形成的不同方案的现状，它们诱导的螺旋臂的性质，以及不同类型的螺旋星系中气体动力学和恒星形成的后果。我们认为，可能的例外棒星系，旋臂是短暂的，经常性的，并开始摆动放大不稳定性的光盘。我们假设，unbarbed m = 2的螺旋图案是由潮汐相互作用引起的，并随着时间的推移慢慢结束。然而，产生螺旋结构的机制似乎对星系中的恒星形成没有显着的影响。
2014-07-18 astro-ph.GA
A New Statistical Analysis of the Morphology of Spiral Galaxies
本研究对5093个蓝色旋涡星系开展形态分类统计，明确了三类旋涡星系的占比及核球尺寸等因素的影响，发现银河系旋臂结构的独特性取决于所采用的形态模型。
2024-10-10 astro-ph.GA
The sequence of spiral arm classes: Observational signatures of persistent spiral density waves in grand-design galaxies
我们调查的螺旋臂的属性与其他基本的星系属性。为此，我们使用以前公布的测量这些属性，和我们自己的测量臂间的光度对比度的大样本的星系，使用3.6 $μ$米的图像从斯皮策银河系恒星结构调查。絮凝星系与其他旋臂星系有明显的区别，特别是它们的恒星质量和表面密度较低。多臂星系和大设计星系在它们的大多数基本参数上是相似的，除了一些棒的性质和膨胀与总光度的比值。基于这些结果，我们讨论了密集的，经典的隆起作为一个必要条件，在宏伟的设计星系的螺旋驻波模式。我们进一步发现，一个很强的相关性之间的膨胀总比和酒吧的对比度，和一个较弱的相关性之间的手臂和酒吧的对比度。
2019-10-02 astro-ph.GA
Three New Spiral Galaxies with Active Nuclei Producing Double Radio Lobes
双射电瓣通常被认为是由椭圆星系的活动核产生的。然而，一些双叶射电源已经被发现与螺旋星系有关。通过交叉匹配$\sim9\times10^5$螺旋星系从斯隆数字巡天DR 8数据选择与完整的1.4-GHz的无线电源目录NRAO VLA巡天和无线电天空在20厘米的微弱图像，我们确定了三个新的螺旋星系：J 0326 $-$ 0623、J1110+0321和J1134+3046，它们产生了双射电瓣，以及五个以前已知的双瓣螺旋。通过结合新发现的和文献中所有其他已知的情况下，我们证实了更大质量的螺旋可以产生更强大的大规模无线电喷流的关系。我们发现，这些螺旋星系大多位于一个星系群或一个贫穷的集群，其中的环境比在现场更密集，其中约有一半是中央最明亮的星系在其母系统。因此，我们认为，环境是螺旋形产生双射电瓣的关键因素之一。
2023-02-16 astro-ph.GA
Red Spiral Galaxies in the Cosmic Noon Unveiled in the First JWST Image
在SMACS J0723.3-7327的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）的第一张图像中，最突出的特征之一是出现了大量的红色螺旋星系，因为这样的红色螺旋星系在附近的螺旋星系中只占百分之几。虽然这些明显的红色星系已经被斯皮策太空望远镜在$\sim3-4{\rm μm}$探测到，但JWST前所未有的空间分辨率的革命性视图首次揭示了它们隐藏的螺旋形态。在红色旋涡星系中，我们关注三个最红的星系，它们在$<0.9\,{\rm μm}$波段非常微弱，在$2-4\,{\rm μm}$波段显示红色。我们的研究发现，这三个极端红色的螺旋星系很可能在宇宙正午（即，$1 < z < 3$）并且可以与被动（即，$\sim$零恒星形成率）星系具有中等的尘埃红化（即，$A_{\rm V}\sim1\,{\rm mag}$）。这些“红色螺旋”星系将是有趣的，潜在的新星系群，因为我们第一次开始使用JWST看到它们的详细形态。最后，我们注意到这些红色$z\sim2.5$星系的光谱能量分布可以模仿$z>10$莱曼破碎星系，并污染了$z>10$星系样本，特别是当它们很小很暗的时候。
2022-12-08 astro-ph.GA
A multi-wavelength study of spiral structure in galaxies. I. General characteristics in the optical
不同的螺旋生成机制将产生不同的形态学和运动学特征。本文是系列文章中的第一篇，我们仔细研究了从斯隆数字巡天中选出的155个正面旋涡星系在三个$gri$波段的旋涡结构参数。我们使用的方法来推导出一组参数的螺旋结构，如螺旋臂的宽度，它们的分数的总星系光度和它们的颜色，这还没有得到适当的研究。我们的方法是基于一组光度削减垂直于方向的螺旋arm. Based上，我们的研究结果的分析，我们比较了主要的三个类的螺旋：大设计，多臂和絮凝。我们的结论是：i）对于绝大多数星系（86%），我们观察到它们的臂宽度随着银河系中心距离的增加而增加; ii）在大设计星系中，更明亮的螺旋比不太明亮的大设计螺旋表现出更小的俯仰角随半径的变化; iii）大设计星系比多臂星系表现出更小的单个臂之间的俯仰角差异。除了这些独特的特征，所有三个螺旋类没有显着不同的螺距角，臂宽，宽度不对称，和环境。波长依赖性被发现只为臂分数。因此，在观测上，我们发现没有强烈的差异（除了视图和臂数）之间的大设计，多臂和絮状的样本星系的螺旋。
2020-01-24 astro-ph.GA
Formation of S0 galaxies through mergers: Explaining angular momentum and concentration change from spirals to S0s
CALIFA团队最近发现，晚型螺旋星系的恒星角动量和浓度与透镜状星系（S 0）的恒星角动量和浓度不相容，得出的结论是，光是衰落不能令人满意地解释从螺旋星系到S 0的演化。在这里，我们探讨是否主要合并可以提供一种替代的方式来转换成S 0的螺旋，螺旋主要合并GalMer数据库，导致现实的，轻松的S 0类星系的分析。我们发现恒星角动量和浓度的变化可以解释CALIFA团队发现的$λ_\mathrm{Re}$- $R_{90}/R_{50}$平面的差异。因此，大合并为螺旋形转变为S 0提供了一个可行的解释。
2015-06-01 astro-ph.GA
Spirals in galaxies
长期以来，人们一直认为星系中的螺旋是由圆盘中恒星成分的引力不稳定性引起的，但事实证明，辨别精确的机制是难以捉摸的。潮汐的相互作用，也许还有磁棒，可能会引起一些螺旋反应，但许多星系中的螺旋必须是自激的。我们综述了有关的观测数据和磁盘动力学理论的方面。孤立盘星系模拟中重复出现的螺旋图案的起源最近变得清晰起来，并且在真实星系中可能是相同的机制，尽管很难获得证实这一假设的证据。由于短暂的螺旋活动增加了随机运动，这些图案必须随着时间的推移而消失，除非圆盘还包含耗散气体成分。持续的螺旋活动以其他方式改变了盘的结构：减少金属丰度梯度和平坦化旋转曲线是两个最重要的。星系中绝大多数的螺旋都有两重或三重的旋转对称性，这表明冷而薄的盘是有质量的。在模拟晕主导的磁盘中，螺旋反而表现出许多臂，因此无法捕获预期的完整螺旋驱动的进化。最后，我们确定了需要进一步开展工作的领域。
2022-03-21 astro-ph.GA
Galaxy Zoo: Unwinding the Winding Problem - Observations of Spiral Bulge Prominence and Arm Pitch Angles Suggest Local Spiral Galaxies are Winding
我们使用公民科学家通过星系动物园提供的分类来研究螺旋星系中凸起大小和臂缠绕之间的相关性。虽然传统的螺旋序列是基于这两种措施的组合，并应该有利于臂缠绕存在分歧，我们证明，在现代使用中，螺旋分类SA-SD主要是基于凸起的大小，没有提到螺旋臂。此外，在一个体积有限的星系样本中，同时使用自动和视觉测量隆起突出和旋臂紧密度，两者之间充其量只有微弱的相关性。具有小凸起的Galerkin具有广泛的手臂缠绕，而具有较大凸起的Galerkin则有利于更紧密的手臂。这一观察结果被解释为揭示了作为凸起尺寸的函数的可变缠绕速度，可能提供了大多数螺旋臂不是静态密度波的证据，而是随着时间的推移而缠绕。这表明“缠绕问题”可以通过不断改造螺旋臂来解决，而不需要静态的密度波。我们进一步观察到，星系表现出强大的酒吧往往有更多的松散的伤口武器在一个给定的隆起尺寸比unbarred螺旋。这一观察结果表明，棒的存在可能会减慢螺旋的缠绕速度，也可能会驱动其他产生螺旋臂的过程（如密度波）。值得注意的是，经过170多年对星系旋臂的观测，我们对它们的了解仍然不完整。
2019-04-25 astro-ph.GA
Galaxy Zoo and SpArcFiRe: Constraints on spiral arm formation mechanisms from spiral arm number and pitch angles
本文研究了旋涡星系的形态特征，包括旋臂数和螺距角的测量。使用Galaxy Zoo 2，选择了6，222个SDSS螺旋星系的恒星质量完整样本。我们使用机器视觉算法SpArcFiRe来识别旋臂特征并测量其相关几何形状。一个支持向量机分类器来识别可靠的螺旋特征，我们能够估计我们的样本的一半的螺距角。我们使用这些机器测量来校准手臂松紧度的视觉估计，从而估计整个样本的俯仰角。螺旋臂的属性进行比较，相对于各种星系的属性。星系的恒星形成性质随臂数而变化，但不随俯仰角而变化。我们发现，星系托管强棒的旋臂大大（$4-6^\mathrm{o}$）比unbarred星系松散。考虑到这一点，与多臂结构相关的旋臂比双臂星系中的旋臂要松（松2 $^\mathrm{o}$）。与此平均趋势相反，具有较大膨胀与总恒星质量比的星系显示出更少和更松散的旋臂。这种效应主要是由星系盘驱动的，因此具有更大质量盘的星系包含更多具有更紧密螺距角的螺旋臂。这意味着星系中心的质量集中并不是星系间螺距角和旋臂数变化的主要原因，这反过来又表明并非所有的旋臂都受经典密度波或模态理论的支配。
2017-08-15 astro-ph.GA
Spiral structure in nearby galaxies I. Sample, data analysis, and overview of results
本文是两篇文章中的第一篇，介绍了从SINGS巡天中选出的星系螺旋结构的观测研究。近红外（NIR）和光学数据用于产生质量表面密度图，并从这些光盘的形态进行检查。这项工作的目的是确定这一样本中螺旋结构的普遍性，并在发现明显螺旋模式的情况下，将调查结果纳入比较研究（报告见论文II）。一个双臂（“大设计”）的螺旋图案被发现在大约一半的星系研究，包括所有那些被指定为大设计的光学，但也包括一些，但不是全部，光学絮状星系。结果发现，在星系的质量分布的非轴对称结构的水平只是适度较高的那些星系被归类为“大设计”相比，那些不是，这意味着非大设计星系拥有显着的权力在高阶模式。没有证据表明，酒吧优先触发的螺旋，但他们似乎搅拌非轴对称结构的光盘。相反，有证据表明，与伴星系的强/近潮汐相互作用与红外线的强双臂螺旋结构有关，尽管有一些星系的红外线螺旋结构相对较弱，但没有这样的伴星系。
2011-01-30 astro-ph.GA
Galaxy And Mass Assembly (GAMA): Properties and evolution of red spiral galaxies
利用GAMA巡天的多波长观测数据，对附近（0.002<z<0.06）旋涡星系的红色光学色进行了研究。我们表明，红色螺旋星系的颜色是一些环境相关机制的直接结果，这些机制已经去除了尘埃和气体，导致恒星形成率较低。我们的结论是，这一过程的行为在很长的时间尺度（几个陀螺仪），由于缺乏与光学颜色的过渡形态转换。红色旋涡星系的sSFR和尘埃-恒星质量比在统计上低于蓝色旋涡星系。另一方面，红色的螺旋平均质量比蓝色的螺旋大$0.9$倍，并且其所处的环境密度是蓝色螺旋的2.6倍。我们没有发现过度的核活动或更高的倾斜角的证据来支持这些作为我们样本中>= 47%的所有螺旋中看到的红色光学颜色的主要原因。此外，对于我们在HI中检测到的一小部分旋涡星系，我们发现富含气体的红色旋涡星系的SFR比蓝色旋涡星系低~1 dex。
2019-10-25 astro-ph.GA
Strong spiral arms drive secular growth of pseudo bulges in disk galaxies
螺旋驱动的不稳定性可能会驱动气体流入，以加强盘状星系中心恒星的形成。我们使用斯隆数字巡天（SDSS）在2779个附近的无棒恒星形成的主序星旋涡星系的样本调查这一假设。螺旋臂的强度通过其相对于轴对称盘的平均傅立叶振幅来量化。由SDSS谱导出了中心1 - 3，kpc区的恒星形成性质。我们发现，具有较强的螺旋臂的星系不仅往往有更强烈的中央特定的恒星形成率（sSFR），更大的巴耳末吸收线指数，和较低的4000-ε break强度，但也有增强的中央sSFR相对于整个星系测量的sSFR。这种联系与红移、恒星质量、表面密度和浓度无关。缺乏证据表明强旋臂与相当一部分星暴或星暴后星系有关，这意味着螺旋诱导的中心恒星形成可能是连续的而不是突发的。我们还表明，更强的螺旋臂往往有一个增加的比例的伪凸起，一个相对不变的比例的恒星形成的经典凸起，和一个减少的比例淬火的经典凸起。此外，星系托管伪隆起的浓度温和地增加与更强大的螺旋臂，这意味着螺旋帮助伪隆起的增长。螺旋和凸起类型之间的联系部分归因于经典凸起对螺旋的抑制，部分归因于螺旋驱动的中心恒星形成的增强。我们解释了我们的结果在图片中，螺旋臂运输冷气体向内触发连续的中央恒星形成，这有利于建立伪凸起。因此，螺旋臂在盘状星系的长期演化中起着一定的作用。
2022-02-14 astro-ph.GA
Azimuthal propagation of star formation in nearby spiral galaxies: NGC 628, NGC 3726 and NGC 6946
由螺旋冲击波诱导的恒星形成，而螺旋冲击波又由螺旋密度波产生，在螺旋臂上产生方位角年龄梯度，在共转共振的两侧具有相反的符号。对年轻星团和附近HII区域之间空间间隔的分析使确定所研究星系中共转半径的位置成为可能。傅立叶分析的气体速度场在相同的星系独立证实了这里提出的形态学方法获得的共转半径估计。
2021-09-18 astro-ph.GA
Pitch angles of distant spiral galaxies
利用三个哈勃深场（HDF-N，HDF-S，HUDF）观测了31个z~0.7的遥远星系的旋臂俯仰角。利用由邻近星系标定的俯仰角-自转速度关系，我们从深场中估算了星系的自转速度。这些估计的准确度较低（~50 km/s），但它们可以区分低质量和巨大的星系。利用我们的速度估计构造的Tully-Fisher关系与实际观测到的遥远星系的关系表现出令人满意的一致性，并为螺旋星系的光度演化提供了证据。
2011-10-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Spiral Galaxies as Progenitors of Pseudobulge Hosting S0s
我们目前的观测pseudobulges在S0和旋涡星系使用的成像数据与斯皮策红阵列相机。我们用二维球盘棒分解方法测定了185个S0星系和31个邻近旋涡星系的结构参数。利用Sersic指数和在Kormendy图上的位置将它们的凸起分为经典的或假的，我们发现25个S0（14%）和24个螺旋（77%）主机pseudoblges。我们在旋涡星系中发现的pseudobulges的分数是一致的，与以前的结果与光学数据，并表明大部分的螺旋的演变是由长期的过程，而不是由主要的合并。我们发现，凸起的有效半径与磁盘尺度长度的伪凸起的S0s和螺旋，预期长期形成的凸起磁盘不稳定性，虽然在S0s的磁盘显着小于那些在螺旋。我们发现，早期型pseudobull托管螺旋可以转化为pseudobull托管S0的简单的气体剥离。然而，简单的气体剥离机制是不足以将晚型pseudobull托管螺旋到pseudobull托管S0。
2015-03-26 astro-ph.CO astro-ph.GA
Large-scale asymmetry between spin patterns of spiral galaxies
旋涡星系的自旋模式可以大致分为顺时针（Z方向）和逆时针（S方向）两种。虽然这些模式之间的差异在视觉上是明显的，但它们是观察者的视角问题，因此在足够大的宇宙中，Z方向和S方向模式的星系之间没有其他差异。在这里，螺旋星系的大数据集分离的自旋模式被用来表明，螺旋星系与Z方向的自旋模式是光度不同的螺旋星系与S方向的模式。该不对称性基于观察的方向而改变，使得在一个半球中观察到的不对称性与在相对半球中观察到的相反的不对称性对齐。不同的天空调查（SDSS和PanSTARRS）和分析方法的结果是一致的。最可能的不对称轴接近银河系极点，这表明这种不对称可能是由相对论性光束驱动的。SDSS和PanSTARRS的注释数据是公开的。
2017-08-31 astro-ph.CO astro-ph.GA
New constraints on red-spiral galaxies from their kinematics in clusters of galaxies
星系和它们的宿主星系团之间的成对视线速度的分布是根据星系的颜色和形态分离的。我们研究了红旋涡星系的速度分布，它代表了星系团中一个罕见的群体。在93%置信水平下，我们发现红旋涡星系和星系团之间的视向速度$v_{\rm{los}}$的概率分布函数在$v_{\rm{los}} = 0$处有一个凹陷，这是一个非常奇怪的特征。为了理解它的起源，我们利用宇宙学$N$体模拟，在三维空间中构造了星系团周围星系的相空间分布模型。我们采用了一个两个组件的模型，包括落入组件，这对应于星系，现在落入星系团，和回溅组件，这对应于星系的第一个（或更多）轨道后，落入星系团。我们发现，我们可以重现的视线速度的红螺旋星系的分布与下降一个非常简单的假设，即红螺旋星系主要居住在下降组件，无论其空间分布的函数形式的选择。我们的结果限制了红旋涡星系的猝灭时间尺度为几个Gyrs，和半径的形态转换是有效的$r \sim 0.2 h^{-1} \rm{Mpc}$。
2019-07-17 astro-ph.GA
Investigation of the parameters of spiral pattern in galaxies: the arm width
在这项工作中，我们确定了一个样本的螺旋结构的参数面对螺旋星系。在实践中，这个问题的解决方案是一项艰巨的任务，因为观察到的螺旋结构的特征，如臂数，形状，臂的对比度等的多样性。在这项工作中，我们研究星系中的螺旋结构的光度分析的基础上削减垂直于臂的方向。该方法是基于这些切片的近似与分析功能和推导的螺旋结构的参数（臂宽，不对称，螺距角），使用这种近似的拟合参数。该算法已被应用到一个样本的155个星系选择从斯隆数字巡天在不同的通带。在本文中，我们只考虑臂宽的结果：大多数螺线显示出它们的宽度与银河中心距离的增加。在我们的样本中，只有14%的星系显示出相反的趋势，或者在所有半径上都具有几乎恒定的臂宽。
2020-03-31 astro-ph.GA
The spiral arms of galaxies
星系旋臂最重要的理论是基于林舒色散关系的密度波理论。而密度波则随着群速度向林德布拉德内共振方向移动并趋于消失。已经提出了补充螺旋波的各种机制。非线性效应在内、外Lindblad共振和共转附近起着重要作用。在正常星系中，支撑旋臂的轨道是进动椭圆，延伸到4/1共振。另一方面，在棒星系中，旋臂沿着棒星系两端的不稳定周期轨道的流形延伸，它们由混沌轨道组成。然而，这些混沌轨道可以解析地找到。
2022-10-24 astro-ph.GA
Spiral shocks induced in galactic gaseous disk: hydrodynamic understanding of observational properties of spiral galaxies
本文通过自引力吸积盘中的旋臂激波模型研究旋涡星系观测性质，发现螺距角与剪切率、恒星形成率之间的弥散可反映星系环境导致的恒星形成效率差异。
2023-09-29 astro-ph.GA
Age distributions of star clusters in spiral and barred galaxies as a test for theories of spiral structure
我们认为在螺旋星系中的螺旋结构已被激发各种可能的机制：全球稳定的密度波，恒星盘的自引力和外部潮汐相互作用，以及与中央旋转酒吧的星系的情况下的气体流动的模型。在每个模型中，我们以简单的方式估计了各种年龄的星团可能的当前位置，根据模型的不同，从200万年到大约1.3亿年不等。我们发现不同年龄的星系团的空间分布随模型的不同而有明显的变化，并提出年龄定年的星团位置的观测是一种可能的判别单个星系螺旋结构激发机制的方法。
2010-07-08 astro-ph.GA
Colour jumps across the spiral arms of Hubble Ultra Deep Field galaxies
本文利用哈勃望远镜极深场数据测量了遥远旋涡星系的旋臂倾角，证实密度波理论预测的颜色跃变与梯度在遥远星系中已持续至少8 Gyr。
2023-06-13 astro-ph.CO astro-ph.GA
HI content of massive red spiral galaxies observed by FAST
Guo et al.（2020）在光学上选择了279个大质量红色螺旋的样本，其中166个星系已被ALCARFA巡天观测到。在这项工作中，我们使用500米口径球面射电望远镜（FAST）观测了其余113个大质量红旋涡星系的HI含量。在113个星系中，有75个星系有HI探测，其信噪比（S/N）大于4.7。与ALSAFA巡天观测到的同一样品中的红螺旋相比，FAST观测到的星系平均具有更高的S/N和更低的HI质量。为了研究为什么许多红色螺旋包含大量的HI质量，我们使用DESI遗产成像调查观察到的图像检查大量红色螺旋的颜色配置文件。我们发现，与HI检测的星系有更蓝的外盘比没有HI检测的星系，无论是ALCARFA和FAST样本。对于具有HI探测的星系，在星系HI质量和外半径的g-r颜色之间存在明显的相关性：具有较高HI质量的星系具有更蓝的外盘。结果表明，光学选择的大质量红色螺旋并没有完全熄灭，在许多星系中观察到的HI气体可能存在于它们的外蓝盘中。
2022-08-22 astro-ph.GA
Discovery of rare double-lobe radio galaxies hosted in spiral galaxies
传统上，在本机宇宙中的双瓣射电星系被发现位于椭圆星系或透镜星系中。本文报道了利用SDSS DR 7中的187005个旋涡星系与FIRST和NVSS星表交叉匹配发现的4个旋涡型主星系（J 0836 +0532，J1159+5820，J1352+3126和J1649+2635）。J 0836 +0532为首次报道。宿主星系正在以1.7 $-$ 10 M $_{\odot}$ yr $^{-1}$的平均速率形成恒星，并拥有质量为10 $^{8}$ M $_{\odot}$数倍的超大质量黑洞（SMBH）。它们的射电形态类似于FR-II射电星系，总投影线性尺寸在86 kpc到420 kpc之间，但它们的总1.4 GHz射电光度仅在10 $^{24}$ $-$ 10 $^{25}$ W Hz $^{-1}$范围内。我们认为，螺旋宿主双叶射电星系的形成可以归因于一个以上的因素，如强相互作用的发生，合并，和异常大质量SMBH的存在，这样的螺旋结构不被破坏。只有一个源（J1649+2635）是在星团环境中发现的，这表明除了通过冷却流的吸积之外，星系与星系的合并或相互作用可能是触发旋涡星系中射电巨响活动星系核活动的合理方案。
2015-09-04 astro-ph.GA
Preliminary Exploration of Areal Density of Angular Momentum for Spiral Galaxies
本文基于70个旋涡星系样本分析比角动量，并提出ADAM作为喷流存在指示，发现喷流星系占比与ADAM强相关。
2023-08-21 astro-ph.GA
Breaks in the Radial Oxygen Abundance and Corotation Radius of Three Spiral Galaxies
在金属丰度分布和螺旋星系的共转半径的中断之间的相关性已经主张在过去，并预测我们的银河系的化学动力学模型，有效地介绍了螺旋臂的作用，在恒星形成率。在这项工作中，我们提出的光度和光谱观测与双子座望远镜的三个最好的候选人的螺旋星系有光盘内的共转：IC 0167，NGC1042和NGC6907。我们观察到这些星系中最强烈和分布最均匀的\hii区域，通过应用不同的统计方法推导出可靠的银河系距离和氧丰度。从这些结果中，我们证实了这些星系的金属丰度梯度的变化可能与共转共振的存在。
2010-12-28 astro-ph.GA
Classification of Spiral Galaxies by Spiral Arm Number using Convolutional Neural Network
本研究利用基于EfficientNet的CNN模型，根据GZ2数据集中的11718张图像对螺旋星系按旋臂数分类，通过迁移学习和类别合并提升性能，并分析了误分类原因及与恒星质量的关系。
2024-12-16 astro-ph.GA
Grand Design vs. Multi-Armed Spiral Galaxies: Dependence on Galaxy Structure
本研究利用 Galaxy Zoo 3D 旋臂掩模对螺旋星系进行半自动分类，发现宏象星系相比多臂星系质量更小但结构更致密、哈勃类型更早且更常拥有经典核球，并表明比恒星形成率与旋臂数量无关，而主要取决于恒星质量和聚集度。
2024-05-02 astro-ph.GA
Genesis of spiral galaxies
许多星系神秘的螺旋结构及其巨大的轨道动量起源于大碰撞参量下重原始气体云引力对轻裸黑洞的捕获。黑洞的旋转导致吸积盘的形成和轨道动量向吸积盘的转移，而在向质心的下落过程中，黑洞在吸积盘中的螺旋轨迹在气体中产生了声波的螺旋锋线，并进一步演化为恒星的旋臂。这一机制为研究螺旋星系形成的特征，即暗物质在这一过程中的影响和意义开辟了道路。
2013-08-01 astro-ph.GA hep-ph
Multiarm spirals on the periphery of disc galaxies
一些盘状星系的螺旋图案在中心有两个臂，在外围有三个或更多的臂。在恒星盘和气体盘的数值模拟中也得到了同样的结果。我们认为，这种模式可能是由于气体的快速冷却，导致形成巨大的分子云。这一过程的时间尺度是5000万年，比普通的长期不稳定性短10倍。巨大的分子云通过摆动放大机制产生多臂螺旋。
2018-01-09 astro-ph.GA
On the formation of spiral arms in dwarf galaxies
螺旋结构（包括絮状和大设计类型）在矮星系中很少被观察到，因为螺旋臂的形成需要特殊的条件。本文用$m_B<15^m$和$M_B>-18^m$以及光度直径$D_{25}<12$ ~kpc对近40个dS星系进行了观测分析。我们发现，除了较低的平均气体（HI）分数外，dS-星系的其他性质，包括棒的存在和孤立指数，与光度和自转速度（或比角动量）相似的Irr或Sm-型矮星系差别不大，实际上没有自转速度低于50，-，60 km，sec $^{-1}$的dS-星系。为了检查矮星系螺旋结构形成的条件，我们进行了一系列的N-体/流体动力学模拟的低质量恒星气体盘星系通过改变模型的运动学参数的磁盘，其初始厚度，相对质量和尺度长度的恒星和气体盘组件，和恒星到暗晕质量。我们得出的结论是，螺旋结构形成的引力机制是有效的，只有薄的恒星盘，这是不典型的矮星系，并不太慢旋转的星系。因此，只有一小部分具有恒星/气体盘的矮星系具有螺旋或环形结构。恒星盘越厚，形成螺旋结构所需的气体就越多。与非螺旋星系相比，许多dS星系中气体含量的减少可能是由于更薄的恒星/气体盘导致更高的体积气体密度，从而更有效地形成恒星。
2021-08-10 astro-ph.GA
Observations of the Initial Formation and Evolution of Spiral galaxies at $1 < z < 3$ in the CANDELS fields
尽管在过去的$150$年里，螺旋星系和盘状星系被发现并进行了详细的研究，但有关它们形成的许多方面仍然没有得到解决。因此，我们提出的原始螺旋星系和它们的最早形成的观测搜索的结果，包括在$z>1$深\textit{Hubble Space Telescope}坎德尔成像的螺旋状星系和cluerous星系的显着人口的发现。我们对这个种群进行了详细的分析，描述了它们的数量密度演化，质量，恒星形成率和大小。总的来说，我们发现了一个令人惊讶的高整体数密度的大质量$M_{*} >10^{10}\mathrm{M}_{\odot}$螺旋状星系（包括clusional螺旋）在$z > 1$的$0.18\,{\rm per}\, \mathrm{arcmin}^{-2}$。我们测量和计算了这些系统的数量在高红移时的下降，并利用模拟来校正识别中的红移效应，发现螺旋状星系的真实分数在较低的红移时增长为$\sim$ $(1+z)^{-1.1}$。这使得螺旋的绝对数量在$z = 2.5$和$z = 0.5$之间增加$\sim 10$。我们还表明，这些螺旋状系统在$z>2$有很大的尺寸，和高的恒星形成率，以上的主要序列，这些星系代表了一个主要的模式，在早期宇宙的星系形成，也许是由螺旋结构本身驱动。我们最后讨论了这些系统的起源，包括它们可能通过气体吸积和小合并形成，但得出结论，主要合并是一个不太可能的原因。
2022-01-20 astro-ph.GA
Galaxy Zoo: comparing the demographics of spiral arm number and a new method for correcting redshift bias
本机宇宙中的大多数星系都呈现出各种形式的螺旋结构。许多星系拥有两个突出的旋臂，有些有更多，而另一些则显示出多臂絮状外观。螺旋臂与低红移星系盘中气体含量的增加和恒星的形成有关，因此对理解本星系盘中恒星的形成具有重要意义。由于螺旋结构的视觉外观和负责它的机制因星系而异，因此需要一种可靠的方法来定义具有不同视觉形态的螺旋样品。在本文中，我们开发了一种新的去偏置方法，以可靠地校正Galaxy Zoo 2中的红移依赖偏差，并发布了一组新的去偏置分类。使用这些，一个亮度有限的样本约18,000斯隆数字巡天螺旋星系的定义，然后进一步细分的旋臂数。为了探索不同的旋涡星系是如何形成的，比较了不同旋臂数的旋涡星系的人口统计学。研究发现，虽然所有的螺旋星系占据类似的恒星质量和环境范围，多臂星系显示出比双臂星系更蓝的颜色。我们的结论是，双臂结构是无处不在的恒星形成磁盘，而多臂螺旋结构似乎是一个短暂的阶段，与最近，随机恒星形成活动。
2016-07-04 astro-ph.GA
Study of rotation curves of spiral galaxies with a scalar field dark matter model
在这项工作中，我们研究的旋转曲线的漩涡星系使用的暗物质模型的基础上的标量张量引力理论。我们展示了如何估计的标量场暗物质参数使用的样本观察到的旋转曲线。
2012-10-25 astro-ph.CO astro-ph.GA
The influence of Red Spiral Galaxies on the Shape of the Local K-Band Luminosity Function
我们确定了13，325个本宇宙星系的K波段光度函数，作为形态和颜色的函数（K_tot <= 10.75）。我们的样本来自2 MASS扩展源目录，所有样本星系都具有测量的形态和距离（包括4，219个档案红移独立距离）。我们的总样本的光度函数与以前的工作是很好的协议，但在微弱的幅度相对平滑（由于批量流距离校正）。我们使用NASA Sloan Atlas光学颜色的5，417个样本星系研究了由于形态和颜色选择造成的差异，发现红色螺旋占所有螺旋的20%到50%，-25 <= M_K <-20。红色螺旋比M_K =-24弱，与早期类型一样常见，解释了不同的微弱端斜率（红色和早期类型的α分别为-0.87和-1.00）。虽然我们发现红色旋涡星系占所有M_K < -25旋涡星系的50%以上，但它们并不占整个红色星系光度函数的亮端，而亮端主要是早期型星系。最明亮的红色螺旋有正在形成的恒星，而那些没有的则经常被错误地归类为早期类型。最暗的星系的外观和Sersic指数与褪色的盘一致，而不是真正的凸起主导星系。
2014-11-22 astro-ph.GA
A Fundamental Plane of Spiral Structure in Disk Galaxies
螺旋结构是盘状星系最显著的特征，但关于哪种螺旋结构理论是正确的争论仍然存在。许多版本的密度波理论都要求俯仰角是由星系的凸起和盘中的质量分布唯一决定的。我们提出的证据表明，在磁盘星系的对数螺旋臂的俯仰角的切线强烈相关的中性原子氢在磁盘中的密度和中央恒星的星系的凸起质量。这三个量，当绘制对彼此，形成一个平面的关系，我们认为应该是根本的，我们的理解螺旋结构的盘星系。我们进一步认为，任何成功的螺旋结构理论必须能够解释这种关系。
2017-01-17 astro-ph.GA
Long-Lived Spiral Structure for Galaxies with Intermediate Size Bulges
本文用九种无碰撞N体模拟方法模拟了盘状星系的螺旋结构，包括不同质量的盘、晕和凸起。这些模拟中的两个产生持久且强的双臂螺旋波模式，其持续用于具有恒定方向图速度的$\sim5$陀螺仪。这两颗星有一个较轻的星盘，并且在螺旋形成时，内部区域的托姆雷$Q$参数值最大，这表明存在一个Q障碍，导致波的传播。这些病例的相对隆起质量约为10%。具有弱双臂螺旋的模型具有遵循内林德布拉德共振的径向依赖性的模式速度。
2016-07-07 astro-ph.GA
The Circum-Galactic Medium of MASsive Spirals II: Probing the Nature of Hot Gaseous Halo around the Most Massive Isolated Spiral Galaxies
本文分析了本机宇宙中六个超大质量螺旋星系的环银河介质（CGM-MASS）样本的XMM-牛顿数据。所有的CGM-MASS星系都有来自热气体的漫射X射线发射，这些气体在从星系中心延伸的背景$\sim(30-100)\rm~kpc$之上被探测到。这使现有的对大质量螺旋星系周围这种扩展的热CGM的探测增加了一倍。热气体的径向软X射线强度分布可以用$β$函数拟合，其斜率通常在$β=0.35-0.55$范围内。这个范围，以及那些$β$值测量的其他大质量螺旋星系，包括银河系（MW），一般是一致的X射线发光的椭圆星系类似的热气体光度和温度，并与那些预测的流体静力学等温气体晕。在这样的大质量螺旋星系中，热气的温度往往与其维里值相当，这表明引力加热的重要性。这与低质量星系形成对比，在低质量星系中，热气体的温度往往系统地高于维里温度。在所有CGM-MASS星系的整个晕圈中，辐射冷却与热气体自由降落时间尺度的比值远大于$\sim10$的临界值，表明CGM中气体冷却和沉淀的效率很低。因此，这些大质量螺旋星系中的热CGM很可能处于流体静力学状态，反馈物质与CGM混合，而不是逃离晕或落回盘。我们还同质化和比较CGM-MASS星系和其他星系样本测量的晕X射线光度，并讨论了在这些大质量的螺旋星系中检测到的“失踪”的星系反馈。
2017-10-19 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Characteristics of Spiral Arms in Late-type Galaxies
我们测量了NGC 628（M 74）、NGC 1232、NGC 3184和NGC 5194（M 51）四个近面晚型旋涡星系中大量H II区的位置。将对数周期螺旋模型拟合到每个臂的段产生螺旋螺距角和臂宽度的局部估计。虽然俯仰角变化很大，沿个别武器，在一个星系内的武器，星系之间，我们没有发现系统的趋势与银河系的距离。我们估计的臂段的宽度从散在的H II区域的螺旋模型的距离。这些星系中的所有主臂都显示出螺旋臂宽度随着距离银河系中心的距离而增加，类似于银河系中的趋势。然而，在星系的最外层，大质量恒星的形成减少，一些臂扭转了这一趋势并变窄。我们发现螺旋臂通常由约5 kpc长的片段组成，它们连接形成扭结以及螺距角和臂宽的突然变化;这些特征与D 'Onghia，Vogelsberger和Hernquist（2013）等的大型N体模拟中看到的特性一致。
2014-12-02 astro-ph.GA
