[論文レビュー] 2MASS/SDSS Close Major-Merger Galaxy Pairs: Luminosity Functions and Merger Mass Dependence

D. Domingue, C. K. Xu+2 more|ArXiv.org|Jan 28, 2009

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、2MASSおよびSDSS DR5データを用いて、投影距離5–20 h⁻¹ kpc、ΔKs ≤ 1 magの340個の近接したメインマージン銀河対を特定し、Ksバンドの等級関数および微分対割合（DPFF）を導出する。銀河の星族質量が10⁹から10¹¹.⁵ M☉の範囲で、DPFFはほぼ一定であることが判明し、10¹¹ M☉未満では質量依存性のない約1.6%のマージン割合を示しており、より質量の大きな銀河ではマージン率が低下する。

ABSTRACT

We select a close "major-merger candidate" galaxy pair sample in order to calculate the K_{s} luminosity function (LF) and pair fraction representative of the merger/interaction component of galaxy evolution in the local universe. The pair sample (projected separation 5 h$^{-1}$ kpc $\leq$ r $\leq$ 20 h$^{-1}$ kpc, $K_{s}$-band magnitude difference $Δ$$K_{s}$ $\leq$ 1 mag) is selected by combining the Two Micron All Sky Survey (2MASS) with the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) Data Release 5 (DR5). The resulting data set contains 340 galaxies covering 5800 sq. degrees. A stellar mass function is also translated from the LF. A differential pair fraction displays nearly constant fraction of galaxy pairs as a function of galaxy mass from 10$^{9}$ to 10$^{11.5}$ M$_{\sun}$ . The differential pair fraction is less subject to absolute magnitude bias due to survey limitations than the standard total pair fraction. These results suggest that major-merger candidate pairs in the 0$

研究の動機と目的

• 近接したメインマージン候補の明確に定義されたサンプルを用いて、ローカルマージン率とその銀河質量依存性を定量化すること。
• 従来の対割合測定におけるバイアスを克服するため、フラックスやボリューム制限に敏感でない微分対割合関数（DPFF）を用いること。
• メインマージン対のKsバンド等級関数（LF）を導出し、それを星族質量関数に変換して、質量スケールにわたるマージン率を評価すること。
• 理論的モデルや先行研究と比較し、特に低質量対割合の傾向に矛盾する点を解消すること。
• クラスタリングや等級完全性の系統的バイアスを最小限に抑えるために、以前の2MASS/2dFGRS研究よりも大きな、より深いサンプルを用いること。

提案手法

• 2MASSおよびSDSSデータリリース5（DR5）カタログを統合し、投影距離が5 h⁻¹ kpcから20 h⁻¹ kpcの間で、Ksバンドの等級差ΔKs ≤ 1 magである銀河対を同定する。
• 1/Vmax法を用いて、調査ボリュームおよび等級限界を補正したKsバンド等級関数（LF）を構築する。
• 導出された対のLFをKochanekら（2001）の全銀河LFと比較し、等級（質量）チャンクごとの微分対割合（DPFF）を計算する。
• Ksバンドから星族質量への関係を用いて、KsバンドLFを星族質量関数に変換し、質量依存のマージン率分析を可能にする。
• 理論的シミュレーションからのマージン timescale モデルとDPFFを組み合わせることで、単位体積あたりのローカルマージン率を推定する。
• サンプルを孤立対とグループ内対に分け、環境の影響がDPFFに与える影響を評価するため、妥当性をテストする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ローカル宇宙（0 < z < 0.1）において、銀河の星族質量関数としての近接したメインマージン銀河対の微分対割合（DPFF）はどのように変化するか？
• RQ2 対割合は銀河質量に依存するのか、特に10¹¹ M☉未満の範囲でどうか。また、これまの研究と比較するとどうなるか？
• RQ3 単位体積あたりのローカルマージン率は何か。特にM*より大きく、小さくした場合にどのように変化するか？
• RQ4 クラスタリングや等級完全性といった系統的バイアスは、過去の研究における導出された等級関数およびDPFFにどのように影響を与えるか？
• RQ5 導出されたマージン率は、理論的モデルや他の調査からの観測推定値とどの程度一致するか？

主な発見

• 星族質量が10⁹から10¹¹.⁵ M☉の範囲で、微分対割合（DPFF）はほぼ一定であり、この範囲内では銀河質量に依存するペアリング確率の顕著な依存性がないことが示された。
• 10¹¹ M☉未満の銀河に対して、全体の対割合は約1.6%であり、Bellら（2006）およびXSHの先行推定値と整合的である。
• 星族質量が10¹¹ M☉を超える銀河では、単位体積あたりのマージン率（R_V）が低下しており、大多数のマージンが低質量系で発生していることが示唆される。
• ローカルマージンの90%以上が、質量が10¹¹ M☉未満の銀河で発生していると推定され、マージン活動において低質量系の優位性が強調される。
• 本研究では、2dFGRSに基づく先行研究（XSH）との矛盾を解消し、クラスタリングや等級完全性バイアスが、過去の解析で低質量域でDPFFが不自然に低下する原因であった可能性を示した。
• 本研究ではサンプルサイズが大きく、より深い等級限界を有するため、1/Vmax等級関数におけるバイアス、特に明るさの下限付近でのバイアスが最小限に抑えられ、より堅牢で平坦なDPFFが得られた。