[論文レビュー] Bar strength and star formation activity in late-type barred galaxies

L. Martinet, D. Friedli|arXiv (Cornell University)|Jan 15, 1997

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 1被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、32個の相互作用のない非相互作用銀河のサンプルを用いて、晩期型バリューティッド銀河におけるバリーストロングネスと星形成の関連を調査した。その結果、現在の星形成が顕著に高いのは、強力で長いバリーカンの両方を有する銀河に限られ、これはバリーオンダクションによるガス流入によって駆動される。数値シミュレーションでは、若年期の強力なバリーカンが強力な星形成を引き起こし、バリーカン部に急勾配、ディスク部に緩やかな勾配を示す二重勾配の金属量勾配を生成するが、時間経過とともにガス消費により星形成が低下し、金属量勾配は全体的に平坦化する。一方、弱いバリーカンは顕著な星形成を誘発せず、化学組成勾配の変化も引き起こさない。

ABSTRACT

With the prime aim of better probing and understanding the intimate link between star formation activity and the presence of bars, a representative sample of 32 non-interacting late-type galaxies with well-determined bar properties has been selected. We show that all the galaxies displaying the highest current star forming activity have both strong and long bars. Conversely not all strong and long bars are intensively creating stars. Except for two cases, strong bars are in fact long as well. Numerical simulations allow to understand these observational facts as well as the connection between bar axis ratio, star formation activity, and chemical abundance gradient: Very young strong bars are first characterized by a raging episode of star formation and two different radial gaseous abundance gradients, one steep in the bar and one shallow in the disc. Then, principally due to gas consumption, galaxies progressively fall back in a more quiescent state with a nearly flat abundance gradient across the whole galaxy. On the contrary, weak bars are unable to trigger significant star formation or to generate flat abundance gradients. The selected galaxies have tentatively been classified in four classes corresponding to main stages of secular evolution scenario.

研究の動機と目的

• 晩期型銀河におけるバリーストロングネスと星形成活動の関連を理解すること。
• バリーオンダクションによるガス流入が星形成および化学組成勾配に与える影響を調査すること。
• バリーストロングネス、長さ、星形成活動に基づいてバリューティッド銀河を進化段階に分類すること。
• 強力なバリーカンが星形成の増強と金属量勾配の平坦化に関連するかどうかを検証すること。
• 観測的および数値的モデリングを通じて、バリーカンが恒星進化に果たす役割を探索すること。

提案手法

• バリーストロングネスがよく定義された32個の非相互作用晩期型バリューティッド銀河の代表的サンプルを選定した。
• バリーストロングネスをバリーアンプリチュードとパターン速度によって測定し、等高線分析を用いてバリーカン長を決定した。
• 現在の星形成活動の定量的評価のためにH-alpha放射を分析した。
• 発光線比（例：R23）から導かれる径方向ガス金属量勾配を用いて、化学組成の変動を評価した。
• バリーオンダクションによって引き起こされるガス力学および星形成をモデル化するための数値シミュレーションを実施した。
• バリーストロングネス、長さ、星形成強度に基づいて銀河を4段階の進化段階に分類した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 強力で長いバリーカンは、晩期型銀河において現在の星形成活動を高める相関関係を持つのか？
• RQ2 バリーストロングネスは、ガス金属量の径方向分布および組成勾配の形成にどのように影響するか？
• RQ3 バリーオンダクションによるガス流入が星形成イベントを誘発する役割は何か？
• RQ4 なぜ一部の強力なバリーカンは高い星形成活動を示さないのか？
• RQ5 恒星進化の文脈において、バリューティッド銀河の観測的性質は時間経過とともにどのように変化するのか？

主な発見

• 現在の星形成活動が最も顕著な銀河は、すべて強力で長いバリーカンを有している。
• 強力なバリーカンは一般的に長いものであり、32個の銀河のうち2つを除いてすべてがその特徴を示した。
• 数値シミュレーションでは、若年期の強力なバリーカンが星形成の急増を引き起こし、バリーカン部に急勾配、ディスク部に緩やかな勾配を示す金属量勾配を生成することが示された。
• 時間経過とともにガス消費が進行し、星形成が低下し、金属量勾配は全体的に平坦化する。
• 弱いバリーカンは顕著な星形成を誘発するか、化学組成勾配を変化させる効果が薄い。
• 本サンプルは、ガス消費に伴い、強力な星形成から静穏状態への進化をたどる4段階の恒星進化シナリオを支持する。