[論文レビュー] An optical and H i study of the dwarf Local Group galaxy VV124 = UGC4879. A gas-poor dwarf with a stellar disk?

M. Bellazzini, G. Beccari+9 more|Zurich Open Repository and Archive (University of Zurich)|Dec 16, 2010

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 92被引用数 19

ひとこと要約

本研究では、孤立したローカルグループの矮星銀河 VV124=UGC4879 における深紫外・可視光 photometry および H i ラジオ観測を実施し、円盤に類似した延長した星の構造と、約 10⁶ M☉ の低水素質量を明らかにした。この銀河はガスが乏しく（M_HI/L_V = 0.11）、距離は 1.3±0.1 Mpc であり、古く金属量が低い星の集団が支配的であるため、外部からの剥ぎ取りがなければ進化した孤立した化石円盤銀河である可能性がある。

ABSTRACT

We present a detailed study of the dwarf galaxy VV124, recently recognized as a isolated member of the Local Group. We have obtained deep (r=26.5) wide-field g,r photometry of individual stars with the LBT under sub-arcsec seeing conditions. The Color-Magnitude Diagram suggests that the stellar content of the galaxy is dominated by an old, metal-poor population, with a significant metallicity spread. A very clean detection of the RGB tip allows us to derive an accurate distance of D=1.3 +/- 0.1 Mpc. Combining surface photometry with star counts, we are able to trace the surface brightness profile of VV124 out to ~ 5' = 1.9 kpc radius (where mu_r=30 mag/arcsec^2), showing that it is much more extended than previously believed. Moreover, the surface density map reveals the presence of two symmetric flattened wings emanating from the central elongated spheroid and aligned with its major axis, resembling a stellar disk seen nearly edge-on. We also present HI observations obtained with the WSRT, the first ever of this object. A total amount of 10^6 M_sun of HI gas is detected in VV124. Compared to the total luminosity, this gives a value of M_HI/L_V=0.11, which is particularly low for isolated Local Group dwarfs. The spatial distribution of the gas does not correlate with the observed stellar wings. The systemic velocity of the HI in the region superposed to the stellar main body of the galaxy is V_h=-25 km/s. The velocity field shows substructures typical of galaxies of this size but no sign of rotation. The HI spectra indicates the presence of a two-phase interstellar medium, again typical of many dwarf galaxies.

研究の動機と目的

• 深紫外・可視光 photometry を用いて、VV124=UGC4879 の真の距離および星の集団的性質を特定すること。
• その異常な孤立性と構造的特徴を踏まえ、VV124 に星の円盤構造が存在するかを調査すること。
• VV124 の H i 含量および運動学を測定し、ガス量と進化歴を評価すること。
• VV124 が内部的プロセスのみによって変化した dSph に類似た系に変わった化石的残存体であるかどうかを評価すること。
• 外部からの剥ぎ取り機構がない中で、低 H i 質量の原因を光電離および反動力の観点から検討すること。

提案手法

• 1.3秒未塔の見かけの分解能で、大型二重望遠鏡の LBC カメラを用いて個々の星の深紫外・可視光 g,r バンド photometry を取得した。
• 星の集団を分析するため、色-等級図 (CMD) を作成し、距離決定のための赤色巨星巨星の端（RGB）を含めた。
• 表面輝度および星数密度のプロファイルを 1.9 kpc（5 arcmin）まで追跡するために、表面 photometry および星数分析を実施した。
• Westerbork 合成電波望遠鏡（WSRT）を用いて H i 観測を行い、中性水素の分布および運動学をマッピングした。
• 赤色巨星巨星の端（TRGB）の明るさを用いて、D = 1.3 ± 0.1 Mpc の高精度な距離を導出した。
• H i 速度場およびスペクトル線プロファイルを分析し、回転、乱流、および二相性の星間媒体の有無を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 VV124=UGC4879 の真の距離は何か？ そしてそれはローカルグループ内での分類にどのように影響を与えるか？
• RQ2 VV124 は解像可能な星の円盤構造を有するか？ もしあるならば、その形状はどのような形成歴を示唆するか？
• RQ3 VV124 の中性水素の総質量および空間的分布は何か？ 他の孤立したローカルグループの矮星銀河と比較するとどうか？
• RQ4 VV124 は孤立しており、巨大銀河の衛星でもないにもかかわらず、なぜガスが極めて乏しい（M_HI/L_V = 0.11）のか？
• RQ5 外部からの剥ぎ取りがなければ、光電離や超新星反動力といった内部的プロセスが観測されたガス不足を説明できるか？

主な発見

• 赤色巨星巨星の端（TRGB）法を用いて、VV124 の距離を D = 1.3 ± 0.1 Mpc という高精度で測定した。
• 星の集団は古く金属量が低いもので支配されており、金属量の広がりも顕著で、dSph に類似た系と整合的である。
• 表面輝度プロファイルは約 1.9 kpc（5 arcmin）まで延びており、以前に知られていたよりもはるかに広がった星の集団であることが判明した。
• 星数密度マップは、中心の球状構造の主軸に沿って対称的で平坦な翼を示しており、おそらく縁から見た星の円盤である可能性がある。
• H i 観測では約 10⁶ M☉ の中性水素が検出され、M_HI/L_V = 0.11 であり、孤立したローカルグループの矮星銀河としては非常に低い値であった。
• H i 速度場には回転の兆候がなく、構造的不規則性と二相性の星間媒体が特徴的で、低質量矮星銀河に見られる典型的な特徴である。