[論文レビュー] 1.65 micrometers (H-band) surface photometry of galaxies. III: observations of 558 galaxies with the TIRGO 1.5m telescope

G. Gavazzi, P. Franzetti+6 more|ArXiv.org|Nov 22, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 16

ひとこと要約

本研究では、スイスのゴルネグラツのTIRGO 1.5m望遠鏡とARNICAカメラを用いて、コマ銀河団およびバービオ銀河団の近赤外（Hバンド、1.65 μm）表面輝度測光を558個の近傍銀河（主に早期型）に対して実施した。近赤外濃度指数とHバンド等価光度の正の相関が確認された。全光度、等高線半径、光度分布関数は楕円形等高線フィッティングおよび分布関数の外挿により導出され、環境的・構造的分析に向けた多波長近赤外銀河調査の完全性が向上した。

ABSTRACT

We present near-infrared H-band (1.65 micron) surface photometry of 558 galaxies in the Coma Supercluster and in the Virgo cluster. This data set, obtained with the Arcetri NICMOS3 camera ARNICA mounted on the Gornergrat Infrared Telescope, is aimed at complementing, with observations of mostly early-type objects, our NIR survey of spiral galaxies in these regions, presented in previous papers of this series. Magnitudes at the optical radius, total magnitudes, isophotal radii and light concentration indices are derived. We confirm the existence of a positive correlation between the near-infrared concentration index and the galaxy H-band luminosity. (Tables 1 and 2 are only available in electronic form upon request to [e-mail])

研究の動機と目的

• コマスーパークラスタおよびバービオ銀河団における銀河の近赤外（NIR）測光調査を拡張し、主にHバンド（1.65 μm）で早期型銀河を観測すること。
• 従来の渦巻銀河に焦点を当てた調査に補完的に、高品質なNIRデータを有する統計的に有意な早期型銀河（E-S0-S0a）のサンプルを含めること。
• 全光度、20.5 mag arcsec⁻²における等高線半径、および光度濃度指数（C₃₁）といった基本的構造パラメータを導出し、銀河分類および環境研究の改善を図ること。
• 第V報での将来の分布関数分解を可能にするために、シリーズ論文の前回と同一の画像解析手法を用いてデータの一貫性を確保すること。

提案手法

• 観測は、スイスのゴルネグラツに設置されたTIRGO 1.5m望遠鏡を用い、赤外線に感度を持つArcetri NIRカメラARNICAを装備して実施した。
• 表面輝度プロファイルは、中心座標と離心率を自由に変化させる楕円形等高線フィッティングにより導出され、平均表面輝度が局所的なRMSノイズレベルと一致する時点で終了した。
• 全光度（H_T）は、指数関数的およびde Vaucouleursプロファイルの組み合わせフィッティングを用いて、楕円形等高線からの光度を外挿して算出した。
• Bバンド25.0 mag arcsec⁻²等高線半径における光度（H_B25）は、円形スラブ光度をその等高線半径に外挿して導出した。
• 濃度指数C₃₁は、80%光度半径と20%光度半径の比として計算され、分解に依存しないバルジ優位性の指標として機能した。
• データ還元および解析には、スカイ背景、視準度、ノイズ特性を考慮したカスタムルーチンが用いられ、一貫性のある表面輝度限界が確保された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 早期型銀河において、近赤外濃度指数（C₃₁）とHバンド光度の間に相関があるか？
• RQ2 早期型銀河において、Hバンド20.5 mag arcsec⁻²等高線半径（r_H(20.5)）とBバンド25.0 mag arcsec⁻²等高線半径（r_B(25.0)）の間にはどのような関係があるか？
• RQ3 Hバンド測光は、特に光学的等高線と比較して、銀河の全光度をどの程度カバーしているか？
• RQ4 本研究で用いられた新しい手法から得られた測光パラメータ（光度、半径、濃度）は、異なるフィッティング戦略を用いた過去の研究と比較して、どのように異なるか？
• RQ5 特に過去に信頼性が低いとされた測定例において、Hバンド測光の信頼性と完全性はどの程度か？

主な発見

• Hバンド濃度指数（C₃₁）と銀河のHバンド光度の間には有意な正の相関が確認され、より明るい系ほどC₃₁値が高くなる傾向が示された。
• Hバンド20.5 mag arcsec⁻²等高線半径（r_H(20.5）は、Bバンド25.0 mag arcsec⁻²等高線半径（r_B(25.0)）の約0.7倍であり、光学的半径をはるかに超える光度がカバーされていることを示している。
• 全Hバンド光度（H_T）は、平均してBバンド25.0 mag arcsec⁻²等高線半径に外挿された光度（H_B25）よりも0.10 ± 0.2 mag明るく、プロファイルフィッティングによる光度回復が優れていることを示している。
• 本研究で用いられた手法は、従来の技術よりも低い表面輝度（約21.5 mag arcsec⁻²）まで到達可能であるが、RMSに基づく停止基準のため、高い表面輝度で停止する。
• 小口径の銀河において、r_H(20.5)対r_B(25.0)関係の小半径領域での曲率は、視準度の影響ではなく、内在的に赤い早期型銀河のBバンド径の低減が原因である可能性が高い。
• サンプルにはコマスーパークラスタの97％（457個）の早期型銀河と、バービオ銀河団の83％（81個）の巨大早期型銀河（VCC）が含まれており、NIR調査の完全性が著しく向上した。