TLDR;

Это диаграмма, показывающая все варианты физики и моделирования, которые используются в разных моделях (цветные прямоугольники посередине) для вычисления SED.

Более длинный ответ:

Во-первых, SED представляет собой спектральное распределение энергии , т. е. то, как количество света изменяется в зависимости от длины волны. Такие графики помогают понять основную физику объекта.

На это влияет множество вещей, в первую очередь то, что излучает свет (звезды и АЯГ (активные галактические ядра), а затем то, что мешает свету (газ и пыль).

Таким образом, чтобы построить модель SED, сначала вам нужно знать, когда формируются звезды (истории звездообразования), какова их масса (функции исходной массы), сколько в них металлов и меняется ли это со временем (металличность). Тогда вам нужно знать, как будут выглядеть эти звезды (шаблоны Stellar). Затем вы можете добавить некоторые модели активных галактических ядер (шаблоны AGN).

Теперь у нас есть источники света, нам нужно побеспокоиться о том, какая пыль будет излучать свет (ослабление пыли и излучение пыли), и добавить любую другую физику, которую вы пропустили (другие линии и линии излучения), прежде чем мы увидим окончательное распределение.

Но для каждого бита физики может быть сделан один или несколько вариантов, некоторые модели будут охватывать только некоторую область пространства параметров, поэтому их может потребоваться объединить. Например, поле начальной функции массы имеет 4 подблока с картой на документы, которые описывают хорошо известные начальные функции массы. Так что вам нужно выбрать один. Другие варианты физики, которые вам могут понадобиться, выберите один или несколько дополнительных блоков в зависимости от того, какую физику вы хотите включить.

Итак, теперь мы знаем базовую физику того, что нам нужно, нам нужно объединить модели в одну общую модель (цветные линии, идущие к цветным прямоугольникам). Итак, это показывает, какая физика включена в каждую модель и, в свою очередь, немного запутана, поскольку каждая модель может включать в себя несколько битов физики (либо физика комбинируется, либо разные части физики даются как вариант для использования) .

СЭД фитинг

Подгонка SED - это практика вывода физических свойств звездного населения (галактики, скопления ...) из измерений спектрального распределения энергии .

Спектр звездного населения чрезвычайно информативен. Его можно использовать для определения возраста, красного смещения, металличности, скорости звездообразования в настоящем и прошлом, общей массы звезд, пыли и газа, а также относительной доли различных типов звезд.

Чтобы вывести эти параметры, необходимо программное обеспечение, способное по заданным параметрам генерировать (синтезировать) эталонный спектр. Затем спектр шаблона сравнивается с измеренным спектром. Программное обеспечение также может выполнять поиск в пространстве параметров, чтобы найти набор параметров, которые обеспечивают спектр, наиболее похожий на измеренный. Некоторые программы ищут параметры, минимизирующие$\chi^2$данных, другие обеспечивают полный байесовский анализ пространства параметров.

В центре диаграммы указаны названия различных популярных программ для настройки SED. Более длинный и полный список можно найти на http://www.sedfitting.org/Fitting.html .

Как синтезировать СЭД

Синтетический SED должен учитывать многие аспекты, которые могут влиять на спектр звездного населения. Различные исследования дают разные рецепты лечения этих явлений. На внешнем кольце изображения представлены некоторые из самых популярных рецептов и их связь с установщиками SED, которые их используют. В этом смысле рисунок является кратким справочником, чтобы увидеть, что принимает во внимание каждое программное обеспечение. Один эксперт, работающий в этой области, с первого взгляда увидит плюсы и минусы каждого рецепта и сможет выбрать установщика SED в соответствии со своими текущими потребностями.

Звездные шаблоны

В первом приближении SED звездного населения представляет собой сумму спектров одиночных звезд. Тогда само собой разумеется, что для программы настройки SED потребуется библиотека звездных спектров. Синтез спектра одиночной звезды — очень сложная задача. Авторы установщиков SED обычно не используют собственные генераторы звездных спектров, а используют другое общедоступное программное обеспечение. Эти коды представляют собой библиотеку предварительно рассчитанных звездных спектров для разных возрастов и металличности.

Начальная функция массы

Не все звезды созданы равными. Когда звезды формируются, некоторые из них более массивны, а другие легче. Разные массы приведут к совершенно разным жизням и спектрам. Когда$100 M_\odot$газа, превращающегося в новорождённые звёзды, установщику SED необходимо решить, как эта масса распределяется между звёздами. Например, мы знаем, что большинство звезд имеют$M \le 1M_\odot$и очень немногие звезды имеют$M>10M_\odot$. Начальная функция масс (IMF) — это распределение масс среди новорожденного звездного населения.

На рисунке показаны некоторые из наиболее популярных IMF, указанные с именем первого автора статьи, предложившей их. Обычно они состоят из степенных законов или нарушенных степенных законов.

История звездообразования

Все ли звезды родились в единой вспышке, как в шаровом скоплении? Или они формировались медленнее? В повторяющихся очередях? Продолжается ли звездообразование? На эти вопросы отвечает функция истории звездообразования, которая дает скорость звездообразования (солнечных масс в год) как функцию времени с момента рождения первых звезд до настоящего момента. У молодых звезд спектр сильно отличается от спектра старых, поэтому при построении SED важно отслеживать разный возраст звезд в звездном населении.

Затухание и излучение пыли

Наличие пыли может существенно изменить форму SED. Частицы пыли поглощают видимый и УФ-свет и излучают обратно энергию в инфракрасном диапазоне. Были предложены различные модели, учитывающие влияние пыли на SED.

Шаблоны АГН

Если галактика содержит активное галактическое ядро, крайне важно включить его в синтетический SED. Поток АЯГ может в одиночку превышать поток всей галактики . Опять же, можно использовать разные шаблоны AGN.

металличность

Металличность звезды сильно влияет на ее спектр. Металличность звезды обычно принимают равной металличности газа, из которого образовалась звезда. В ранней Вселенной металличность газа была низкой, но звезды производят металлы и выделяют их в межзвездную среду, поэтому второе поколение звезд будет иметь более высокую металличность и так далее. Установщик SED может игнорировать этот факт и поддерживать постоянную металличность (например, если он специализируется на популяциях одиночных вспышек) или может попытаться смоделировать переменную металличность более сложным способом.

Линии излучения

Установщик SED может принять во внимание подробную обработку эмиссионных линий из областей H2, планетарных туманностей, сверхновых, межзвездной, околозвездной и межгалактической среды и т. д.

Другой

Некоторые установщики SED расширяют свое внимание на какую-то крайнюю часть электромагнитного спектра (большинство из них обычно работают только с ИК-видимым-УФ), например, с радио или рентгеновским излучением.