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研究生： 陳以忱
I-Chenn Chen
論文名稱： 螺旋星系M51,M83和M101內恆星形成機制之研究
Mechanism of star-formation in spiral galaxies M51, M83 and M101
指導教授： 葉永烜
Wing-Huen Ip
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 天文研究所
Graduate Institute of Astronomy
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 20
中文關鍵詞： 恆星形成 、密度波 、螺旋星系
外文關鍵詞： spiral galaxy, density wave, star-formation
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    • 我們利用鹿林一米望遠鏡(LOT)拍攝了三個螺旋星系，M51、M83和M101的Hα影像；接著我們將這些影像和近紅外波段－2MASS的Ks影像做比較。這麼做的原因是為了要比較在星系的旋臂上，和旋臂間的空隙區域的Hα/K的比值。我們發現，在旋臂上，Hα/K的比值的確比在旋臂間的空隙區域來的高；由於Ks波段影像代表的是的星系中密度波的分佈，也就是說，在密度波分佈的區域，有較高的恆星形成率。另外，我們也發現了恆星形成區域(HII區域)大部分分佈在星系密度波分佈區域的前緣。上述兩個結果都暗示著，在我們所觀測的星系中，密度波是激發恆星形成的主要機制。

    We have obtained Hαimages of three nearby face-on galaxies, M51, M83 and M101, by using the Lulin One-meter Telescope (LOT). We then compared these images to the near-infrared Ks band data which is obtained from the 2MASS catalog, in order to determine the Hα/K ratio of galaxies’ K-band arm regions and inter-arm regions. We have found that there is a significant enhancement of Hα/K ratio in K-band arm region, which refers to the location of the density wave. We have also found that the distribution of the HII regions locate on the leading edge of the K-band arms. Both evidences hint that the density wave is the dominant mechanism of star formation in these spiral galaxies, which is in agreement with the large-scale shock scenario, which predicts a high star formation efficiency in arm regions.

    1. 導論…………………………………………………………………………….......1 1.1. Hα波段影像………………………………………………………………….2 1.2. 2MASS的Ks波段影像…………………………………………………........3 1.3. 研究方法概述…………………………………………………......................4 2. 觀測與影像處理…………………………………………………………………...5 2.1. 目標星系的挑選…………………………………………………………......5 2.2. 鹿林山一米望遠鏡(LOT)及所用濾鏡簡介………………………………...5 2.3. 預處理……………………………………………………………………......6 2.3.1. 偏壓(bias)……………………………………………………………6 2.3.2. 暗電流(dark)………………………………………………………...6 2.3.3. 平場(flat-field)………………………………………………………7 2.4. 影像的疊合………………………………………………………………......7 2.5. 夜空背景扣除………………………………………………………………..7 2.6. Hα影像的連續譜輻射扣除……………………………………………….....8 2.6.1 光通量(flux)歸一…………………………………………………….8 2.6.2 點瀰散函數(point spread function)歸一…………………………….8 2.7 天球座標的建立…………………………………………………………….13 3. 資料分析與結果討論…………………………………………………………….15 4. 總結……………………………………………………………………………….18 5. 未來工作………………………………………………………………………….19 6. 參考資料………………………………………………………………………….20

    影像處理部分：
    黃癸雲, “銀河系核心及盤面的隨機恆星形成歷史”, 2002
    曾舜唐, “使用廣視野-窄波段之觀測系統研究本銀河系之超新星爆炸遺骸”, 2002
    陳安貞, “活躍星系河和宿主星系之多波段光度研究”, 2004
    夏志浩, “行星狀星雲Hα結構之分析”, 2003
    Salman Hameed, Nick Devereux, 1999, Astro-ph
    理論部分：
    Alonso-Herrero A., Knapen J. H., 2001, AJ, 122, 1350
    Cepa J., Beckman J. E., 1990, ApJ, 349, 497
    Egusa F., Sofue Y., Hakanishi H., 2004, PASJ, 56, 45
    Elmegreen B. G., Seiden P. E., Elmegreen D. M., 1989, ApJ, 283, 251
    Gerola H., Seiden P. E., 1978, ApJ, 223, 129
    Jarrett T. H., Chester T., Cutri R., 2003, AJ, 125, 525
    Jungwiert B., Palous J., 1994, A&A, 287, 555
    Kennicutt R. C., Hodge P., 1982, ApJ, 253, 101
    Lin C. C., Shu F. H., 1964, ApJ, 140, 646
    Lin C. C., Yuan C., Shu F. H., 1969, ApJ, 155, 721
    Lord S. D., Young J. S., 1990, ApJ, 356
    Nakai N., Kuno N., Handa T., Sofue Y., 1994, PASJ, 46, 663
    Nelson A. H., Matsuda T., 1977, MNRAS, 179, 663
    Opik E. J., 1953, Ir. Astron. J., 2, 219
    Rand R. J., 1993, ApJ, 410, 68
    Rand R. J., 1995, AJ, 109, 2444
    Roberts W. W., 1969, ApJ, 174, 859
    Seiden P. E., Gerola H., 1982, Fundam. Cosmic Phys., 7, 241
    Seiden P. E., 1983, ApJ, 266, 555
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    Seigar M. S., James P. A., 2002, MNRAS, 337, 1113
    Shu F. H., Milione V., Roberts W. W., 1972, ApJ, 173, 557
    Sleath J. P., Alexander P., 1995, MNRAS, 275, 507
    Sleath J. P., Alexander P., 1996, MNRAS, 283, 353
    Tacconi L. J., Young J. S., 1986, ApJ, 308, 600

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