كتالوج القيمة المضافة MaNGA firefly: التجمعات النجمية المفصلة في 10,010 مجرات قريبة

جستوس نويمان،\(^{1}\) دانيال توماس،\(^{1,2}\) كلوديا ماراستون،\(^{1}\) لويس هيل،\(^{1}\) لورنزا ناني،\(^{1}\) أوليفر وينمان،\(^{1}\) جيانهوي ليان،\(^{3}\) يوهان كومبارات،\(^{4}\) فيوليتا غونزاليس-بيريز،\(^{5,6}\) كايل بي. ويستفول،\(^{7}\) رينبين يان،\(^{8}\) يانبينغ تشين،\(^{9}\) جاي إس. سترينغفيلو،\(^{10}\) ماثيو إيه. بيرشادي،\(^{11,12,13}\) جويل آر. براونستين،\(^{14}\) نيف دروري،\(^{15}\) دونالد بي. شنايدر\(^{16,17}\)
\(^{1}\)معهد علم الكون والجاذبية، جامعة بورتسموث، شارع بيرنابي، بورتسموث، PO1 3FX، المملكة المتحدة
\(^{2}\)كلية الرياضيات والفيزياء، جامعة بورتسموث، مبنى ليون جيت، بورتسموث، PO1 3HF، المملكة المتحدة
\(^{3}\)معهد ماكس بلانك لعلم الفلك، كونيغشتول 17، D-69117 هايدلبرغ، ألمانيا
\(^{4}\)معهد ماكس بلانك للفيزياء الفلكية خارج الأرض (MPE)، جييسنباخشتراسه 1، 85748، غارشينغ باي ميونيخ، ألمانيا
\(^{5}\)قسم الفيزياء النظرية، وحدة 15، كلية العلوم، جامعة مدريد المستقلة، E-28049 مدريد، إسبانيا
\(^{6}\)مركز البحث المتقدم في الفيزياء الأساسية، كلية العلوم، جامعة مدريد المستقلة، E-28049 مدريد، إسبانيا
\(^{7}\)مرصد جامعة كاليفورنيا، جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، 1156 هاي ستريت، سانتا كروز، كاليفورنيا 95064، الولايات المتحدة الأمريكية
\(^{8}\)قسم الفيزياء، الجامعة الصينية في هونغ كونغ، شاتين، نيو تيريتوريز، هونغ كونغ، الصين
\(^{9}\)جامعة نيويورك أبوظبي، أبوظبي، صندوق بريد 129188، الإمارات العربية المتحدة
\(^{10}\)مركز الفيزياء الفلكية وعلم الفضاء، قسم العلوم الفلكية والكوكبية، جامعة كولورادو، 389 UCB، بولدر، 80309-0389، الولايات المتحدة الأمريكية
\(^{11}\)مرصد جنوب أفريقيا الفلكي، صندوق بريد 9، أوبزرفاتوري 7935، كيب تاون، جنوب أفريقيا
\(^{12}\)قسم الفلك، جامعة كيب تاون، حقيبة خاصة X3، روندبوش 7701، جنوب أفريقيا
\(^{13}\)قسم الفلك، جامعة ويسكونسن-ماديسون، 475 شارع إن. تشارتر، ماديسون، ويسكونسن 53706، الولايات المتحدة الأمريكية
\(^{14}\)قسم الفيزياء والفلك، جامعة يوتا، سولت ليك سيتي، يوتا 84112، الولايات المتحدة الأمريكية
\(^{15}\)قسم الفلك، جامعة تكساس في أوستن، أوستن، تكساس 78712، الولايات المتحدة الأمريكية
\(^{16}\)قسم الفلك والفيزياء الفلكية، جامعة ولاية بنسلفانيا، يونيفرسيتي بارك، بنسلفانيا 16802، الولايات المتحدة الأمريكية
\(^{17}\)معهد الجاذبية والكون، جامعة ولاية بنسلفانيا، يونيفرسيتي بارك، بنسلفانيا 16802، الولايات المتحدة الأمريكية

تم القبول XXX. تم الاستلام YYY؛ النسخة الأصلية ZZZ

الملخص

نقدم كتالوج القيمة المضافة MaNGA firefly (VAC) — وهو كتالوج يضم حوالي \(\sim 3.7\) مليون خاصية تجمع نجمي مفصلة مكانياً عبر 10,010 مجرات قريبة من الإصدار النهائي لبيانات مسح MaNGA. تم استخدام كود التوفيق الطيفي الكامل firefly لاشتقاق معلمات مثل أعمار النجوم، الفلزّية، كتل النجوم والبقايا، تاريخ تشكل النجوم، معدلات تشكل النجوم، وتوهين الغبار. بالإضافة إلى القياسات المجمعة بطريقة فورونوي، يوفر VAC أيضاً خصائص شاملة مثل القيم المركزية والتدرجات الشعاعية. يتوفر نوعان من VAC: يعرضان نتائج التوفيق باستخدام نماذج التجمعات النجمية M11-MILES والنموذج الحديث MaStar. يتيح MaStar تقييد التوفيق عبر كامل نطاق الأطوال الموجية لـ MaNGA، ويوسع فضاء معلمات العمر-الفلزّية، ويستخدم أطيافاً تجريبية من نفس أداة MaNGA. تظهر التوفيقات باستخدام نماذج MaStar أعماراً أصغر قليلاً في المتوسط، وفلزّية أعلى مرجحة بالكتلة، وانخفاضاً في فائض اللون. تقل هذه الفروقات عند مطابقة نطاق الأطوال الموجية وشبكة القوالب. نذكر أيضاً أن كتل النجوم المحسوبة بواسطة firefly أقل منهجياً بحوالي \(\sim 0.3\) ديكس من الكتل في كتالوجي MaNGA PCA وPipe3D، لكنها تتطابق مع كتل NSA بفارق لا يتجاوز \(\sim 0.1\) ديكس فقط. أخيراً، نُظهر أن أعمار النجوم من firefly ترتبط بمؤشرات الأعمار الطيفية H\(\delta_A\) وD$_n(4000)$، مع وجود اعتماد إضافي واضح على الفلزّية.

المجرات: المحتوى النجمي – المجرات: التطور – المجرات: الإحصاء – المجرات: التشكل – المجرات: الوفرة – الكتالوجات

مقدمة

تُعد التجمعات النجمية من أهم السجلات الأحفورية لتطور المجرات، إذ توفر معلومات حول تجميع الكتلة وتاريخ الإثراء الكيميائي، بما يشمل ليس فقط تكامل تشكل النجوم وعمليات إعادة التدوير الداخلية، بل أيضاً تدفقات الغاز النقي، وفقدان المعادن في التدفقات الخارجة، أو تراكم الكتلة والمعادن عبر الاندماجات الثانوية. إن الرصد والدراسات التفصيلية للتجمعات النجمية ضرورية لتقييد العمليات التطورية المضمنة في النماذج والمحاكاة الكونية.

لا يمكن حتى الآن رصد النجوم الفردية في المجرات خارج المجموعة المحلية، وبالتالي تعتمد التحليلات على رصد الضوء المندمج. أصبح من الشائع تقريب مجموع الضوء النجمي في عنصر دقة واحد كمزيج من تجمعات نجمية أحادية العمر وأحادية الفلزّية. تُركب نماذج هذه التجمعات النجمية البسيطة (SSPs) من مكتبات نجمية مع نظرية تطور النجوم على شكل دالة الكتلة الابتدائية (IMF)، ومسارات النجوم و/أو خطوط التساوي العمري . يمكن أن تكون المكتبة المعتمدة نظرية بالكامل ، أو تجريبية بالكامل ، أو مزيجاً من الاثنين . تُبنى التجمعات النجمية المعقدة بدمج SSPs مع تواريخ تشكل نجوم عشوائية.

لاشتقاق خصائص التجمعات النجمية من البيانات، يجب مطابقة النماذج مع الأطياف المرصودة. على مدى العقود الماضية، تم تطوير العديد من الأكواد لأداء التوفيق الطيفي الكامل مع تركيزات مختلفة على خطوط الانبعاث، الحركيات النجمية، أو التجمعات النجمية أو حلول شاملة: مثل pPXF ، starlight ، steckmap ، gandalf ، vespa ، ULySS ، PyParadise ، beagle ، fado ، firefly ، bagpipes وprospoector .

مع ظهور المسوحات الطيفية الميدانية واسعة النطاق، مثل SAURON (، 48 مجرة)، \(\rm ATLAS^{3D}\) (، 260 مجرة)، CALIFA (، 667 مجرة)، SAMI (، 3068 مجرة)، \(\rm KMOS^{3D}\) (، 739 مجرة) وMaNGA (، 10010 مجرة)، تم إنتاج كمية هائلة من البيانات لمئات إلى آلاف المجرات، كل منها يحتوي على آلاف الأطياف. ونتيجة لذلك، تم تطوير خطوط أنابيب توفيق طيفي لأتمتة وتسهيل عملية إنشاء خرائط ثنائية الأبعاد للمعلمات الفيزيائية للمجرات من الرصدات على شكل مكعبات بيانات ثلاثية الأبعاد (مثل Pipe3D، ، pyPipe3D، ، lzifu، ، gist، ، وخط أنابيب تحليل بيانات MaNGA، dap، ).

يُعد مسح رسم خرائط المجرات القريبة في مرصد أباتشي بوينت ، وهو مشروع تابع لمسح سلون الرقمي للسماء-IV ، أكبر مسح طيفي ميداني للمجرات حتى الآن. يحتوي الإصدار النهائي لبيانات MaNGA على رصدات لـ 10,010 مجرات. وتعد بيانات MaNGA مورداً ضخماً لدراسات تطور المجرات في الكون القريب.

في هذا البحث، نقدم كتالوج القيمة المضافة MaNGA firefly (VAC): كتالوج لمعلمات التجمعات النجمية المفصلة مكانياً لجميع مجرات MaNGA. تم بناء خط الأنابيب الخاص بإنشاء VAC بالاعتماد على dap ويستخدم مخرجاته للمعالجة اللاحقة. المنتجات البيانية الموجودة في VAC تكمل المخرجات عالية المستوى لـ dap، والتي تشمل الحركيات النجمية، مؤشرات خطوط الامتصاص وقياسات خطوط الانبعاث، كما هو مفصل في القسم 2.3. تم وصف واستخدام نسخ سابقة من MaNGA firefly VAC في و. هنا، نقدم أول ورقة مخصصة لـ VAC استناداً إلى الإصدار النهائي لبيانات MaNGA مع وصف كامل وتحليل مفصل لمحتواه. وقد تم بالفعل استخدام هذه النسخة من VAC في التحليل العلمي في لدراسة محددات الفلزّية النجمية في المجرات، مما يبرز الإمكانات العلمية لهذا الكتالوج الضخم.

نصف مدخلات ومعالجة بيانات MaNGA في القسم 2، وسير العمل لإنتاج VAC وتفاصيل روتين firefly في القسم 3. تُعرض المنتجات البيانية وتُختبر وتُناقش في القسم 4، وتُقارن مع كتالوجات أخرى في 6. نختتم في القسم 7.

نعتمد في هذا البحث نموذج كوني مسطح \(\Lambda\)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 يتوفر أيضاً كجدول cas على خادم السماء SDSS http://skyserver.sdss.org/dr17 ومتكامل في marvin https://dr17.sdss.org/marvin . أمثلة على خرائط ثنائية الأبعاد لمعلمات التجمعات النجمية المتوفرة في VAC معروضة في الشكل [fig:maps].