الملخّص

نُقدِّم كتالوج القيمة المُضافة MaNGA firefly (VAC) — وهو كتالوج يضم نحو $\sim 3.7$ مليون خاصيّة للتجمّعات النجمية مُفصَّلة مكانياً عبر 10,010 مجرّات قريبة من الإصدار النهائي لبيانات مسح MaNGA. اُستُخدِمت شيفرة الملاءمة الطيفية الكاملة firefly لاشتقاق معلمات مثل أعمار النجوم، والفلزّية، وكتل النجوم والبقايا، وتاريخ تشكّل النجوم، ومعدّلات تشكّل النجوم، وتوهين الغبار. بالإضافة إلى القياسات المُجمّعة بطريقة فورونوي، يُوفِّر VAC أيضاً خصائص شاملة مثل القيم المركزيّة والتدرّجات الشعاعية. يتوفّر نوعان من VAC: يَعرضان نتائج الملاءمة باستخدام نماذج التجمّعات النجمية M11-MILES والنموذج الأحدث MaStar. يُتيح MaStar إجراء الملاءمة على كامل نطاق الأطوال الموجية لـ MaNGA، ويُوسِّع فضاء مُعلمات العمر–الفلزّية، ويستخدم أطيافاً تجريبيّة من الأداة نفسها في MaNGA. تُظهِر الملاءمات باستخدام نماذج MaStar أعماراً أصغر قليلاً في المتوسط، وفلزّية أعلى مُرجَّحة بالكتلة، وانخفاضاً في فائض اللون. وتَتضاءل هذه الفروقات عند مُطابقة نطاق الأطوال الموجية وشبكة القوالب. نُشير أيضاً إلى أنّ كتل النجوم المُحتسَبة بواسطة firefly أقلّ بصورةٍ منهجيّة بحوالي $\sim 0.3$ ديكس من الكتل في كتالوجَي MaNGA PCA وPipe3D، لكنّها تتطابق مع كُتل NSA بفارق لا يتجاوز $\sim 0.1$ ديكس. أخيراً، نُظهر أنّ أعمار النجوم من firefly ترتبط بمؤشّرات الأعمار الطيفية H$\delta_A$ وD$_n(4000)$، مع اعتمادٍ إضافيّ واضح على الفلزّية.

الكلمات المفتاحية: المجرّات: المحتوى النجميّ – المجرّات: التطوّر – المجرّات: الإحصاء – المجرّات: التشكّل – المجرّات: الوفرة – الكتالوجات

مقدّمة

تُعدّ التجمّعات النجمية من أهمّ السجلات الأحفورية لتطوّر المجرّات، إذ تُوفِّر معلومات حول تجميع الكتلة وتاريخ الإثراء الكيميائي، بما يشمل ليس فقط التكامل الزمنيّ لتشكُّل النجوم وعمليات إعادة التدوير الداخليّة، بل أيضاً تدفّقات الغاز النقي، وفقدان المعادن في التدفقات الخارجة، أو تراكم الكتلة والمعادن عبر الاندماجات الثانوية. إنّ الرصد والدراسات التفصيلية للتجمّعات النجمية ضروريّان لتقييد العمليات التطورية المضمَّنة في النماذج والمحاكاة الكونيّة.

لا يمكن حتى الآن رصد النجوم الفردية في المجرّات خارج المجموعة المحليّة، وبناءً عليه تعتمد التحليلات على رصد الضوء المُندمج. أصبح من الشائع نمذجة مجموع الضوء النجميّ في عنصر دقّة واحد كمزيج من تجمّعات نجمية أحاديّة العمر وأحاديّة الفلزّية. تُركَّب نماذج هذه التجمّعات النجمية البسيطة (SSPs) من مكتبات نجميّة مع نظرية تطوّر النجوم، انطلاقاً من دالّة الكتلة الابتدائية (IMF)، ومسارات التطوّر النجميّ و/أو مُنحنيات تساوي العُمر (إيزوكرونات) . يمكن أن تكون المكتبات المُعتَمَدة نظريّة بالكامل ، أو تجريبية بالكامل ، أو مزيجاً من الاثنين . وتُبنى التجمّعات النجمية المُعقّدة بدمج SSPs وفق تواريخ تشكُّل نجوم اعتباطيّة.

لاشتقاق خصائص التجمّعات النجمية من البيانات، يجب مُلاءمة النماذج مع الأطياف المرصودة. وعلى مدى العقود الماضية، تمّ تطوير العديد من الشيفرات لإجراء الملاءمة الطيفية الكاملة، مع تركيزاتٍ مختلفة على خطوط الانبعاث، والحركيّات النجمية، والتجمّعات النجمية أو الحلول الشاملة؛ مثل pPXF ، starlight ، steckmap ، gandalf ، vespa ، ULySS ، PyParadise ، beagle ، fado ، firefly ، bagpipes وprospector .

مع ظهور المسوحات الطيفية الميدانية واسعة النطاق، مثل SAURON (، 48 مجرّة)، $\rm ATLAS^{3D}$ (، 260 مجرّة)، CALIFA (، 667 مجرّة)، SAMI (، 3068 مجرّة)، $\rm KMOS^{3D}$ (، 739 مجرّة) وMaNGA (، 10,010 مجرّة)، تم إنتاج كمّيّة هائلة من البيانات لمئاتٍ إلى آلاف المجرّات، تضمّ كلٌّ منها آلاف الأطياف. ونتيجة لذلك، تم تطوير خطوط أنابيب للملاءمة الطيفية لأتمتة وتيسير إنشاء خرائط ثنائية الأبعاد للمعلمات الفيزيائية للمجرّات من الرصدات على شكل مكعّبات بيانات ثلاثية الأبعاد (مثل Pipe3D، ، pyPipe3D، ، lzifu، ، gist، ، وخطّ أنابيب تحليل بيانات MaNGA، dap، ).

يُعدّ «مسح رسم خرائط المجرّات القريبة عند مرصد أباتشي بوينت» ، وهو مشروع تابع لمسح سلون الرقمي للسماء-IV ، أكبر مسحٍ طيفيٍّ ميدانيٍّ للمجرّات حتى الآن. يحتوي الإصدار النهائي لبيانات MaNGA على رصداتٍ لـ 10,010 مجرّات، وتُعدّ بيانات MaNGA مورداً ضخماً لدراسات تطوّر المجرّات في الكون القريب.

في هذا البحث، نُقدِّم كتالوج القيمة المُضافة MaNGA firefly (VAC): كتالوجاً لمعلمات التجمّعات النجمية المُفصَّلة مكانياً لجميع مجرّات MaNGA. وقد بُنِيَ خطّ الأنابيب الخاص بإنشاء VAC بالاعتماد على dap ويستخدم مُخرجاته للمعالجة اللاحقة. وتُكمل المُنتجات المُقدَّمة في VAC المُخرجات عالية المستوى لـ dap، والتي تشمل الحركيّات النجمية، ومؤشّرات خطوط الامتصاص، وقياسات خطوط الانبعاث، كما هو مُفصّل في القسم 2.3. وقد وُصِفت واستُخدِمت نُسخٌ سابقة من MaNGA firefly VAC في و. وهنا نُقدِّم أوّل ورقةٍ مُخصّصة لـ VAC استناداً إلى الإصدار النهائي لبيانات MaNGA، مع وصفٍ كاملٍ وتحليلٍ مُفصّلٍ لمحتواه. وقد استُخدِمت هذه النسخة من VAC بالفعل في تحليلٍ علميّ في لدراسة محدِّدات الفلزّية النجمية في المجرّات، ممّا يُبرز الإمكانات العلمية لهذا الكتالوج الكبير.

نصفُ مُدخلات ومعالجة بيانات MaNGA في القسم 2، وسير العمل لإنتاج VAC وتفاصيل روتين firefly في القسم 3. وتُعرَض المُنتجات البيانيّة وتُختَبَر وتُناقَش في القسم 4، وتُقارَن مع كتالوجاتٍ أخرى في القسم 6. ونختتم في القسم 7.

نعتمد في هذا البحث نموذجاً كونياً مُسطّحاً $\Lambda$CDM بثابت هابل $H_0 = 67.8\,\mathrm{كم\,ث^{-1}\,ميغابارسيك^{-1}} $ و$\Omega_\mathrm{m} = 0.308$ .

يمكن تحميل MaNGA firefly VAC كملف FITS من موقع SDSS https://www.sdss.org/dr17/manga/manga-data/manga-firefly-value-added-catalog أو من موقع معهد ICG بورتسموث http://www.icg.port.ac.uk/manga-firefly-vac. كما يتوفّر أيضاً كجدول CAS على «خادم السّماء» SDSS (SkyServer) http://skyserver.sdss.org/dr17 ومُتكاملٌ في Marvin https://dr17.sdss.org/marvin . أمثلةٌ على خرائط ثنائية الأبعاد لمعلمات التجمّعات النجمية المتاحة في VAC معروضةٌ في الشكل [fig:maps].