M31 卫星星系和恒星晕中明亮渐近巨星分支恒星的近红外巡天
A near-IR survey of luminous asymptotic giant branch stars in the satellites and stellar halo of M31
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中文总结 AI 辅助
本研究利用UKIRT近红外巡天数据，在M31的12个矮椭球卫星星系及恒星晕中识别热脉冲AGB恒星，将候选体从82增至359个，发现晕中金属丰度梯度，并揭示C星数量与近期恒星形成的强相关，证明AGB星可作为中等年龄星族的定量示踪物。
中文摘要 AI 辅助
我们利用英国红外望远镜（UKIRT）3.8米望远镜上的广角相机（Wide-Field Camera）的近红外成像数据，研究了M31的矮椭球（dSph）卫星星系及其恒星晕。我们的均匀分析覆盖了12个矮椭球星系（dSphs）的恒星延伸范围，以及它们周围的晕场星族。我们利用颜色-星等图和颜色-颜色图来识别富碳（C）和富氧（M）的热脉冲渐近巨星分支（TP-AGB）恒星，这种方法还能有效剔除污染物。在12个矮椭球星系中的8个中探测到了TP-AGB恒星，表明在相当一部分样本中存在少量的中等年龄星族；在M31恒星晕的大部分区域也发现了数量可观的此类恒星。通过将316个新探测结果与对文献中先前报告的物体的修订分类相结合，我们将矮椭球星系中的TP-AGB候选星族从82个增加到359个。我们利用由此得到的矮椭球星系和晕的AGB样本，计算了C/M比值，并推断了具有非零AGB计数的矮椭球星系和邻近晕场中的金属丰度。在M31恒星晕中，直到约150千秒差距（kpc）的范围内观测到了明显的金属丰度梯度，这与使用其他示踪物得到的结果一致。利用主序转折点测光得到的文献恒星形成历史，我们发现矮椭球星系中C星数量与最近0.5至3吉年（Gyr）内形成的恒星质量之间存在紧密的相关性。这项研究凸显了AGB恒星作为中等年龄恒星形成定量示踪物的前景，尤其是在本质较暗的系统中，并为后续观测提供了一个候选TP-AGB恒星目录。
英文摘要
We investigate the dwarf spheroidal (dSph) satellites and stellar halo of M31 using near-infrared imaging from the Wide-Field Camera on the UKIRT 3.8 m telescope. Our homogeneous analysis covers the stellar extents of 12 dSphs, as well as their surrounding halo field populations. We identify carbon-rich (C) and oxygen-rich (M) thermally-pulsing AGB stars (TP-AGBs) using colour-magnitude and colour-colour diagrams, which also allows for effective contaminant rejection. TP-AGB stars are detected in eight of the 12 dSphs, indicating small intermediate-age populations in a substantial fraction of the sample; they are also found in considerable numbers throughout most of M31's stellar halo. By combining 316 new detections with a revised classification of objects previously reported in the literature, we increase the TP-AGB candidate population in the dSphs from 82 to 359. We use the resulting dSph and halo AGB samples to compute C/M ratios and infer metallicities in the dSphs and adjacent halo fields with non-zero AGB counts. A clear metallicity gradient is observed in the M31 stellar halo out to ~150 kpc, consistent with that found using other tracers. Using literature star formation histories from main-sequence turn-off photometry, we find a tight correlation between the number of C stars in the dSphs and the stellar mass formed in the last 0.5--3 Gyr. This study underscores the promise of AGB stars as quantitative tracers of intermediate-age star formation, particularly in intrinsically faint systems, and provides a catalogue of candidate TP-AGB stars for follow-up.
发表机构
- University of Edinburgh（爱丁堡大学）
- UK Astronomy Technology Centre（英国天文学技术中心）
- University of Cambridge（剑桥大学）
- Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam（波茨坦莱布尼茨天体物理研究所）
- The University of Sydney（悉尼大学）
- Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）
- CNRS, Observatoire astronomique de Strasbourg（法国国家科学研究中心斯特拉斯堡天文台）
- Max-Planck-Institut für Astronomie（马克斯·普朗克天体物理学研究所）
- National Research Council Herzberg Astronomy and Astrophysics（加拿大国家研究委员会赫尔伯格天体物理学研究所）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
