基于南银冠U波段和SDSS III巡天的银河系结构和形成研究

The Galactic structure and evolution is a major research topic in modern astrophysics. In recent years, large-scale surveys provided a lot of observation data and created good conditions to study the Galactic structure and formation. On this basis, the project plan to use the South Galactic Cap U-band Sky Survey (SCUSS) and SDSS III data to study the stellar metallicity, age and spatial distribution. Considering the advantage of the U-band Survey, we plan to use color index to derive the photometric metallicity, use isochronal line method to estimate the stellar age and use star-count method to study the stellar space distribution. So it can provide more observation evidence for the formation mechanism of the Galactic components.

银河系的结构与演化研究是现代天体物理学的一项重大研究课题。近年来大规模巡天项目的开展为银河系的研究提供了海量观测数据，为研究银河系的结构与形成创造了良好的条件。基于这种情况，本项目计划利用南银冠U波段巡天并结合SDSS III测光数据研究银河系内恒星的金属丰度分布、年龄分布和银河系的空间结构分布。利用南银冠U波段的测光优势并结合SDSS其它波段数据采用合理的方法得出恒星的金属丰度，采用等龄线方法估计恒星年龄，应用恒星计数方法研究恒星空间分布，进而为银河系各分量的形成机制提供更多的观测依据。

(1) 我们利用国内外测光巡天数据研究银河系内各分量恒星金属丰度分布。使用2200颗SDSS恒星光谱，同时这些恒星BATC测光观测过，对BATC测光系统进行温度和金属丰度定标，这种定标方法适用于所有观测天区的主序星。根据得出的恒星金属丰度，我们研究了银河系内各分量恒星金属丰度分布，得出厚盘和晕中金属丰度梯度的缺乏对这些分量至少部分地通过吸积和并合近邻矮星系的形成提供了线索，从而为建立银河系形成和演化模型提供观测依据。(2) 利用恒星计数方法和SCUSS测光巡天数据研究银河系结构中各分量参数对绝对星等的依赖。 我们的结果表明： 对于薄盘当地空间密度随绝对星等增加而增加，薄盘标高随绝对星等增加而下降。厚盘的各参数间由于相互简并和依赖表现的更为复杂，绝对星等暗的晕星有大的当地密度和小的轴率，表明扁平的内晕和圆的外晕。（3）基于SCUSS的F/G星数据研究南银冠天区子结构。我们证实研究天区有两个独立的超密区(overdensity): 人马座星流(Sagaittarius streanm)和Hercules-Aquila Cloud。 对SCUSS的U波段进行测光金属丰度定标。这种定标方法能被应用到g～21, 我们应用这种定标方法得出了南银冠子结构的金属丰度，发现Sagaittarius streanm有更宽的金属丰度分布，它的平均金属丰度富于晕场星的金属丰度。(4)基于SCUSS, Palomar和UK施米特巡天的STScI巡天数据, 我们得出SCUSS的7.7 百万颗恒星的自行, 极限星等到u=23.5。使用光谱上已确认的星体验证自行的系统和随机误差。SCUSS自行的最后结果与SDSS结果很接近。（5）基于SCUSS和SDSS巡天寻找更多的类星体。由于SCUSS巡天数据比SDSS暗1.5星等，基于更深的U星等和更精确的测光，可以寻找更暗的类星体，同时在红移2.2附近可以找到比SDSS巡天更多的类星体。