[論文レビュー] A mid-IR study of Hickson Compact Groups II. Multi-wavelength analysis of the complete GALEX-Spitzer Sample

T. Bitsakis, V. Charmandaris+4 more|SPIRE - Sciences Po Institutional REpository|Jul 18, 2011

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 62被引用数 23

ひとこと要約

本研究は、GALEX、スパッタラー、その他のデータを用いて、32個のヒクソン密集団（HCG）に属する135個の銀河の多波長Spectral Energy Distribution（SED）を分析し、銀河進化に及ぼす環境的要因を調査した。動的「古さ」を持つグループでは、繰り返しの潮汐相互作用によって星形成が抑制され、赤くなるNIR- r色と低いsSFRを示す晩期銀河が見られ、一方一部の楕円銀河は最近の星形成により青くなる傾向を示した。また、10個の「古さ」を持つグループで拡散的で冷たいダストが検出され、環境による変化が継続的に行われていることが示された。

ABSTRACT

We present a comprehensive study on the impact of the environment of compact galaxy groups on the evolution of their members using a multi-wavelength analysis, from the UV to the infrared, for a sample of 32 Hickson compact groups (HCGs) containing 135 galaxies. Fitting the SEDs of all galaxies with the state-of-the-art model of da Cunha (2008) we can accurately calculate their mass, SFR, and extinction, as well as estimate their infrared luminosity and dust content. We compare our findings with samples of field galaxies, early-stage interacting pairs, and cluster galaxies with similar data. We find that classifying the groups as dynamically "old" or "young", depending on whether or not at least one quarter of their members are early-type systems, is physical and consistent with past classifications of HCGs based on their atomic gas content. [...ABRIDGED...] We also examine their SF properties, UV-optical and mid-IR colors, and we conclude that all the evidence point to an evolutionary scenario in which the effects of the group environment and the properties of the galaxy members are not instantaneous. Early on, the influence of close companions to group galaxies is similar to the one of galaxy pairs in the field. However, as the time progresses, the effects of tidal torques and minor merging, shape the morphology and star formation history of the group galaxies, leading to an increase of the fraction of early-type members and a rapid built up of the stellar mass in the remaining late-type galaxies.

研究の動機と目的

• ヒクソン密集団（HCG）の高密度環境が、星形成および形態にどのように影響を与えるかを調査すること。
• HCGの動的分類（初期型銀河の割合に基づく）が『若さ』または『古さ』である場合、星形成率（SFR）、ダスト含有量、色指数などの物理的性質と相関するかを特定すること。
• 潮汐相互作用および小規模合体が、晩期銀河が初期型に変化するプロセスと、楕円銀河における星形成を誘発するメカニズムに果たす役割を評価すること。
• SEDモデリングを用いて、銀河間空間に存在する拡散的で冷たいダストを検出し、特徴づけること。
• HCGの銀河を、フィールド銀河、初期段階の相互作用ペア、およびクラスタ銀河と比較することで、密集団に特有の環境的要因を特定すること。

提案手法

• 135個の銀河（32個のHCGに属する）について、GALEX（FUV, NUV）、SDSS（ugriz）、2MASS（J, H, Ks）、Spitzer/IRAC（3.6–8.0 µm）、Spitzer/MIPS（24 µm）、IRAS（60, 100 µm）、AKARI（65–160 µm）の多波長の光度測定値を収集した。
• 全銀河のスペクトルエネルギー分布（SED）を、da Cunha（2008）の最先端のダスト放射および星形成パopulationモデルでフィッティングし、質量、SFR、減光、赤外発光度、ダスト含有量を導出した。
• グループの動的分類（『若さ』または『古さ』）は、初期型銀河の割合に基づいた：初期型銀河が25％以上 = 『古さ』、それ以外 = 『若さ』。
• 銀河の集団を比較するために、UV〜赤外色（NUV-r、中赤外色）および比星形成率（sSFR）を用いた。
• 個々の銀河に起因しない24 µm以上での残存放射が検出された場合、SEDモデリングにより銀河間空間に存在する拡散的で冷たいダストを推定した。
• 類似のデータおよびモデリング手法を用いて、フィールド銀河、初期段階の相互作用ペア、クラスタ銀河と比較分析を行った。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 『若さ』と『古さ』のグループに属するHCG内の晩期銀河の星形成率、ダスト含有量、色は、それぞれどのように異なるか？
• RQ2 密集団内での繰り返しの潮汐相互作用が、晩期銀河が初期型に変化する観測された形態的変化をどの程度説明できるか？
• RQ3 HCG内の楕円銀河に最近の星形成の兆候は見られるか？ もしあるならば、ガス供給や小規模合体などのメカニズムがその原因であると考えられるか？
• RQ4 HCGの銀河間空間に拡散的で冷たいダストが存在する証拠はあるか？ その存在は動的年齢と相関するか？
• RQ5 SEDから導かれるパrameterの観点から、HCG銀河の物理的性質は、フィールド銀河、初期段階の相互作用ペア、クラスタ銀河と比べてどのように異なるか？

主な発見

• 『古さ』を持つグループ（初期型銀河が25％以上）は、『若さ』を持つグループよりもコンパクトで、速度分散が高いため、物理的・動的要因による明確な区別が確認された。
• 『若さ』グループに属する晩期銀河は、フィールド銀河および初期段階の相互作用ペアのスパイラル銀河と同様に、sSFR、NUV-r色、中赤外色を示しており、最近または継続的な相互作用の影響が見られる。
• 『古さ』グループに属する晩期銀河は、顕著に低いsSFRと赤くなるNUV-r色を示しており、星形成が抑制され、星形成率が低下し、星質量が増加した複数回の潮汐的相互作用の結果であることが示された。
• 『古さ』グループに属する複数の晩期銀河は、sSFRと色が楕円銀河と同等であり、繰り返しの相互作用によるガス損失に起因する可能性がある。
• HCG内の楕円銀河の25％が、通常のフィールド楕円銀河よりも青いUV/光学色を示しており、ガス供給や小規模合体によって引き起こされた最近の星形成が示唆された。
• SEDモデリングにより、13のグループに銀河間空間に拡散的で冷たいダストが存在することが判明した。そのうち10グループは動的『古さ』に分類されており、環境による銀河間物質の処理が継続的に行われていることが示された。