[論文レビュー] Bulges of disk galaxies at intermediate redshifts.II. Nuclear, disk and global colours in the Groth Strip

Lilian Domínguez-Palmero, M. Balcells|ArXiv.org|Jul 18, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 1被引用数 11

ひとこと要約

本研究は、HSTグロス・ストリップに位置する56個の中赤方偏移銀河（0.1 < z < 1.3）の核、ディスク、およびグローバルな-rest-frame色を分析し、バルジ形成の時期を制約する。表面輝度分解とウェッジプロファイル色測定を用いて、60%のバルジがz ≈ 1以降の消灯的進化に一致する赤シーケンス上に位置しており、観測時より約1 Gyr前までに静止状態にあったことを示唆している。一方、バルジとディスクの間で強い色相関関係が見られることから、ディスク破壊を伴わない同世代的進化が示唆される。

ABSTRACT

We analyse colours of the nuclear regions of intermediate redshift disk galaxies, with the aim of obtaining empirical information of relative ages of bulges and disks at 0.1 &lt; z &lt; 1.3. We work with an apparent-diameter limited parent sample of 248 galaxies from the HST Groth Strip Survey. We apply a conservative criterion to identify bulges and potential precursors of present-day bulges based on nuclear surface brightness excess above the exponential profile of the outer parts. We measure bulge colours on wedge profiles opening on the semi-minor axis, and compare them to disk, and global galaxy colours. For 60% of galaxies with bulges, the rest-frame nuclear colour distribution shows a red sequence that is well fit by passive evolution models of various ages, while the remainder 40% scatters towards bluer colours. In contrast, galaxies without central brightness excess show typical colours of star forming population and lack a red sequence. We also see that, as in the local Universe, most of the minor axis colour profiles are negative (bluer outward), and fairly gentle, indicating that nuclear colours are not distinctly different from disk colours. This is corroborated when comparing nuclear, global and disk colours: these show strong correlations, for any value of the central brightness prominence of the bulge. Comparison with synthetic models of red sequence bulge colours suggests that such red bulges have stopped forming stars at an epoch earlier than ~ 1 Gyr before the observation. The correlation between nuclear and disk colours and the small colour gradients hints at an intertwined star formation history for bulges and disks: probably, most of our red bulges formed in a process in which truncation of star formation in the bulge did not destroy the disk.

研究の動機と目的

• 中赤方偏移（0.1 < z < 1.3）におけるディスク銀河のバルジとディスクの相対的形成歴を特定すること。
• 合成モデルと比較することで、バルジがディスクよりも前か後に形成されたかを、それらの-rest-frame色を分析することによって評価すること。
• 観測されたバルジとディスクの色の違いが、異なる形成歴を反映しているのか、それとも同世代的進化を示しているのかを調査すること。
• 中心輝度過剰（η > 1）が赤シーケンスへの所属と静止的星形成歴に相関するかを評価すること。
• バルジとディスクの色相関関係が、バルジ形成時にディスク構造が保存されたことを示唆するかを検証すること。

提案手法

• HSTグロス・ストリップ調査の視直径限界サンプルから248個の銀河を用いた。
• 中心表面輝度過剰が外側の指数的ディスクプロファイルを上回る（η > 1）という保守的基準を用いて、56個のバルジが検出された。
• ダストの影響を最小限に抑えるために、半短軸に沿ったウェッジプロファイルを用いてバルジ色を測定した。
• -rest-frame U-Bおよび他の色インデックスを用いて、核、ディスク、グローバル銀河色を比較した。
• 観測されたバルジ色分布を消灯的進化モデルにフィットさせ、形成期を推定した。
• バルジ-ディスク境界を越えた色勾配と相関関係を分析し、構造的および進化的な結合性を評価した。

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のバルジは、初期に静止的形成を示す赤シーケンスを示すか？
• RQ2 バルジの色は、それらのホストディスクやグローバル銀河色と比べてどのように異なるか？
• RQ3 中心輝度過剰（η > 1）とバルジにおける赤シーケンスへの所属との間に相関があるか？
• RQ4 バルジ-ディスク界面を越えた色勾配は、星形成歴に急激な不連続性を示すのか、それとも滑らかな遷移を示すのか？
• RQ5 観測されたバルジとディスクの色相関関係は、ディスク構造がバルジ形成時に保存されたモデルで説明可能か？

主な発見

• 中心輝度過剰（η > 1）を示す銀河の60%が-rest-frame U-B色で赤シーケンスを示しており、これは観測時より少なくとも1 Gyr前に形成されたことを示す消灯的進化モデルと整合的である。
• 残りの40%のバルジは、青みがかった、より散乱の大きい色を示しており、進行中または最近の星形成を示唆している。
• 中心輝度過剰なし（η < 1）の銀河は赤シーケンスを欠き、典型的な星形成色を示しており、顕著な古い星族を有しないことを示している。
• 中心濃度にかかわらず、バルジ、ディスク、グローバル色は強く相関しており、同世代的進化を示している。
• 色プロファイルは滑らかで、わずかな負の勾配（外側へ青くなる）を示し、バルジ-ディスク境界に不連続性は観測されなかった。
• バルジとディスクの強い色相関関係に加え、滑らかな勾配が、ディスク構造が破壊されずにバルジが成長する微小合体による準恒的進化モデルを支持している。