球状星团的性质反映星系早期的形成过程和演化历史。仙女座星系(M31)作为距离我们最近的巨漩涡(Sb)星系(~780 kpc),包含上千个球状星团,为我们研究M31的形成和演化提供了便利条件。M31和银河系在质量、大小以及哈勃类型等方面都非常相似,因此对M31的研究有助于对银河系形成和演化历史的理解。我们将利用美国MMT 6.5米望远镜,Bok2.3米和国家天文台兴隆观测站LAMOST和2.16米等望远镜,对M31中球状星团进行系统性的测光及光谱研究。利用MMT、LAMOST和2.16米望远镜观测的光谱得到Lick谱指数和Bok观测的谱能量分布来拟合SSP模型,从而得到这些星团的年龄、[Fe/H]和[α/Fe]。星系中球状星团的年龄可以限制M31的形成时间,金属丰度可以反映星系形成时的金属丰度,[α/Fe]为星系的形成和演化提供很好的线索。
galaxy formation;Andromeda;globular clusters;Lick indices;stellar population synthesis
在本项目的执行过程中,项目组成员对仙女座星系(M31)中的球状星团系统进行了多方面的观测研究,这些研究对于研究M31星系的形成和演化有非常重要的发现和认识,在执行期间,项目主持人发表第一作者论文4篇,两位项目参与者各发表1篇第一作者文章,另外还有项目合作文章6篇,共12篇论文。具体的情况如下 1. 首先在这三年中,我们申请了国家天文台兴隆观测站2.16米望远镜每年3-6天的观测时间,对M31星系晕中距离星系中心从4-117kpc的球状星团进行了光谱观测,获得了20多个星团的光谱,测量了所有的lick谱指数,结合星族合成模型拟合了星团的年龄,我们发现几乎所有的星团都老于100亿年,金属丰度都比较贫,绝大多数[Fe/H] < ?1 dex,反映这些星系晕中的星团基本上是星系早期形成的时候形成的。对于25kpc之内的星团,存在一个很浅的金属丰度梯度,但是如果考虑包括整个晕里的星团,就似乎看不到这个金属丰度梯度。 2. 我们利用美国MMT 6.5米望远镜,对M31中球状星团进行了系统性的光谱观测,得到了共二十多条中等分辨率的高信噪比光谱,通过计算Lick谱指数拟合SSP模型,从而得到这些星团的年龄、[Fe/H]和[α/Fe],数据基本处理完成,文章正在撰写,即将发表。 3. 利用Massey et al. (2006)的4m望远镜观测资料,对M31的球状星团进行测光分析,我们发现有一半的星团年龄都小于20亿年,说明M31还存在一定的恒星形成活动,年轻星团和星系的盘空间相关,年老的星团和星系的晕和bulge相关。 4. 我们利用 Fan et al. (2010) 中的测光资料对三种不同的星族合成模型(BC03, GALEV, BS-SSP)进行拟合并进行比较,我们发现BC03模型拟合出的年龄相对最轻,金属丰度最低,BS-SSP模型拟合出的年龄最老,星团质量最高。