利用H-alpha形态和表面亮度波动测定M83星团的年龄

我们利用新的WFC3对附近宏伟设计旋涡星系M83的观测，发展了两种独立的方法来估计年轻星团的年龄。第一种方法利用Hα发射的物理范围和形态来估计年龄小于τ~10 Myr的星团。它基于一个简单的假设：非常年轻（τ < 几个Myr）的星团中的气体与星团恒星大致重合，在稍年老的星团（例如τ~5 Myr）中呈环绕恒星的小环状结构，而在更年老的星团（即~5-10 Myr）中则呈更大的环状气泡。第二种方法基于观测到的星团内像素间流量变化与其年龄之间的关系。该方法依赖于以下事实：星团中最亮的单颗恒星在约10 Myr的年龄时最为突出，而对于年龄大于约100 Myr的星团，其亮度低于探测极限（即M_V < -3.5）。这两种方法是新的形态分类系统的基础，该系统可用于根据星团的外观估计其年龄。我们将之前利用恒星演化模型预测拟合UBVI Hα测量值确定的M83星团年龄估计值与我们的新形态类别进行比较，发现一致性约为95%。对于年轻星团（<10 Myr），类别内的离散度约为0.1 dex（log τ），对于较老星团（>10 Myr）则约为0.5 dex。本研究的副产品是在M83中识别出22个“单星”HII区，其中心恒星的年龄约为4 Myr。