[論文レビュー] Bulges of disk galaxies at intermediate redshifts. I. Samples with and without bulges in the Groth Strip Survey

Lilian Domínguez-Palmero, M. Balcells+5 more|ArXiv.org|Jul 20, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 4被引用数 8

ひとこと要約

本研究は、ハッブル宇宙望遠鏡のグロス・ストリップ調査から得られた248個の中赤方偏移銀河（0.1 < z < 1.2）のバルジおよびディスクの性質を、高解像度画像およびマルチバンド photometry を用いて分析し、核、ディスク、および全体の色を比較した。その結果、21.8%の銀河が測定可能なバルジを有しており、色勾配と復元フレーム色が示すように、バルジとディスクが類似した年齢である可能性があることが判明した。これは、バルジがより早く形成されるという古典的形成モデルに反する。

ABSTRACT

We aim to define a sample of intermediate-z disk galaxies harbouring central bulges, and a complementary sample of disk galaxies without measurable bulges. We intend to provide colour profiles for both samples, as well as measurements of nuclear, disk, and global colours, which may be used to constrain the relative ages of bulges and disks. We select a diameter-limited sample of galaxies in images from the HST/WFPC2 Groth Strip survey, which is divided into two subsamples of higher and lower inclination to assess the role of dust in the measures quantities. Mergers are visually identified and excluded. We take special care to control the pollution by ellipticals. The bulge sample is defined with a criterion based on nuclear surface brightness excess over the inward extrapolation of the exponential law fitted to the outer regions of the galaxies. We extract colour profiles on the semi-minor axis least affected by dust in the disk, and measure nuclear colours at 0.85 kpc from the centre over those profiles. Disk colours are measured on major axis profiles; global colours are obtained from 2.6"-diameter apertures. We obtain a parent sample containing 248 galaxies with known redshifts, spectroscopic or photometric, spanning 0.1 &lt; z &lt; 1.2. The bulge subsample comprises 54 galaxies (21.8% of the total), while the subsample with no measureable bulges is 55.2% of the total (137 galaxies). The remainder (23%) is composed of mergers. We list nuclear, disk, and global colours (observed and restframe) and magnitudes (apparent and absolute), as well as galaxy colour gradients for the samples with and without bulges. We also provide images, colour maps, plots of spectral energy distributions, major-axis surface brightness profiles, and minor-axis colour profiles for both samples.

研究の動機と目的

• 測定可能なバルジを有する・ない中赤方偏移ディスク銀河のサンプルを定義し、その形成および進化を研究すること。
• 核、ディスク、および全体の色（観測色および復元フレーム色）を測定し、バルジとディスクの相対的年齢を制約すること。
• 微小軸プロファイルを用いて、ほこりと傾きの色測定への影響を評価すること。
• バルジありおよびバルジなしの両サンプルの色プロファイル、SED、表面輝度プロファイルを公開可能な形で提供すること。
• 古典的収縮対恒星形成の自発的進化という対立するバルジ形成モデルを、色勾配および復元フレーム色の比較によって検証すること。

提案手法

• ハッブル宇宙望遠鏡/WFPC2画像から得られたグロス・ストリップ調査の領域において、赤方偏移が既知（分光的またはphotometric）の248個の銀河から、直径制限サンプルを選定した。
• バルジは、中心の表面輝度が外側の指数的ディスクプロファイルの内挿値を上回る基準により同定された。
• 色プロファイルは、ほこりの影響が最も小さい半短軸に沿って抽出され、核の色は中心から0.85 kpcの位置で測定された。
• ディスクの色は主軸プロファイルに沿って測定され、全銀河の色は2.6″の開口部を用い、GOYA photometric調査からのK補正およびSEDベースの変換を用いた。
• ほこりの汚染を評価するため、高傾きおよび低傾きサブサンプルに分離し、視覚的に合体銀河を除外した。
• U、B、V、I、J、KバンドをカバーするSEDを用いて、復元フレーム色およびK補正を計算し、赤方偏移間での比較を可能にした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中赤方偏移ディスク銀河におけるバルジは、その主銀河のディスクと比べて顕著に異なる復元フレーム色を示すか？ これは、異なる形成期を示唆するか？
• RQ2 バルジありおよびバルジなし銀河における色勾配は、バルジとディスクが同時に形成されたか、それとも逐次的に形成されたかを示唆するか？
• RQ3 ほこりの減光は核およびディスクの色測定にどのように影響するか？ これは微小軸プロファイルを用いて補正可能か？
• RQ4 z ~ 1における青色で星形成中のバルジが有意な集団を形成しているか？ これは、自発的進化または遅延形成モデルを支持するか？
• RQ5 z ~ 1におけるディスク銀河のうち、測定可能なバルジを有する割合はどの程度か？ これは局所のサンプルと比較してどうか？

主な発見

• サンプルは248個の銀河から構成され、赤方偏移は0.1から1.2の間であり、そのうち54個（21.8%）が測定可能なバルジを有し、137個（55.2%）は顕著なバルジを示さなかった。
• バルジサンプルの中央部（F606W - F814W）色の中央値は0.036 ± 0.015 magであり、古くまたは受動的進化を示す集団に一致するやや赤い核を示している。
• バルジサンプルのディスク色は（F606W - F814W）の中央値が0.035 ± 0.021 magであり、バルジと類似した復元フレーム色を示しており、同時に形成されたか、類似した年齢である可能性を示唆している。
• 微小軸に沿った色勾配は、バルジサンプルで中央値が-0.036 ± 0.015 mag/スケール長さであり、中心からディスクへにやや色の変化があるが、極端ではない。
• バルジなしサンプルの核色（F606W - F814W）の中央値は-0.018 ± 0.031 magであり、青色の核を示しており、継続的または最近の星形成と一致する。
• 色プロファイル、SED、表面輝度プロファイルを含むデータは、CDS（cdsarc.u-strasbg.fr）を通じて公開されており、バルジ進化のさらなる分析を可能としている。