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星系宇宙学和暗能量研究

http://www.gc.pmo.cas.cn

研究队伍

康熙(研究员),李国亮(研究员)博士研究生2名,硕士研究生4名

本小组还有相关空缺位置:副研(一名),博士后(1到2名),有意向者请联系康熙研究员(kangxi@pmo.ac.cn)。同时欢迎硕士和博士研究生报考我们小组。

 

背景

在流行的冷暗物质模型下,宇宙早期的微小扰动由引力作用放大,暗物质逐渐聚集、塌缩,形成不同尺度的暗晕结构。同时,气体在进入暗物质晕的过程中被激波加热,并经由辐射冷却,进而由于引力不稳定性演化为恒星。大量的恒星形成产生了我们能直接观测的星系。在这种模型下,星系的性质主要由所在暗晕的形成历史、气体吸积、恒星形成、超新星和黑洞的能量反馈等一系列物理过程决定。星系的分布主要由宇宙学参数、原初扰动谱、暗物质性质等决定。 目前大天区、高深度星系巡天的一个重要科学目标是利用星系在不同尺度上的分布来限制宇宙学模型和暗能量的状态方程。同时对海量星系样本开展统计研究,了解涉及星系形成的主要物理过程。

目前我国已建成大科学工程,如“大天区面积光纤光谱天文望远镜”(LAMOST), 探讨中的南极天文 Dome-A等项目,将进一步推进星系形成、暗物质、暗能量等相关领域研究。本小组的一个重要研究目标是:结合这些巡天项目的选择效应,产生模拟星表和暗物质分布的成图,为其科学目标提供理论依;探讨实现这些科学工程目标所需的观测条件。

 

主要研究内容

一、星系形成的半解析模型。主要利用数值模拟给出的暗晕增长、并合历史;结合涉及星系形成的相关物理过程,如气体冷却,恒星形成和反馈等,得到大样本的模型星系。通过与大规模巡天观测(如斯隆数字巡天,英澳2度视场巡天)的结果比较,来限制星系形成的模型参数。

近期研究重点:1,将星系中央黑洞的形成和反馈纳入星系形成的半解析模型,在宇宙学范围内讨论他们之间的联系。特别是通过考察类星体的光度函数,相关函数,来限制黑洞的能量反馈对所在星系性质的影响。2,完善半解析模型。考虑更为细致的尘埃辐射转移过程,给出星系在中红外和亚毫米波段的亮度,为南极天文产生模型星表和做理论预言。

二、星系并合的数值模拟。研究两个不同质量、形态的星系在并合(碰撞)过程中,小质量星系内的暗物质、恒星、气体的剥离过程。研究被剥离出来的恒星在大星系内的位置,速度分布。期望通过与我国的大科学工程LAMOST的河内星流巡天比较,限制银河系的形成历史。

三、宇宙大尺度结构的统计分析。与南极天文中心的冯珑珑盘军研究员合作,研究暗晕的内部结构与大尺度结构(filament)之间的相关。研究星系,暗物质的2点及高阶相关函数。

地址:(210034)南京市栖霞区元化路8号(南大科学园内) 电话:86-25-83332000 传真:86-25-83332091
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