[論文レビュー] Differential Galaxy Evolution in Cluster and Field Galaxies at z=0.3

Michael L. Balogh, S. L. Morris+3 more|ArXiv.org|Jun 29, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 95被引用数 514

ひとこと要約

本研究は、z≈0.3 の15個のX線強度の高い銀河団とフィールド環境における1,823個の銀河のスペクトルインデックスを分析し、銀河進化に及ぼす環境的要因を調査する。銀河団内の銀河はフィールド内の銀河よりも年老いた星の集団を示しており、銀河団内の銀河のわずか2.1%程度が、最近の星形成の遮断を示す兆候を示している。これは、銀河団環境が星形成爆発を誘発するのではなく、ハローのガス補給なしにガスの枯渇によって徐々で、受動的な進化を促進する可能性があることを示唆している。

ABSTRACT

(abridged) We measure spectral indices for 1823 galaxies in the CNOC1 sample of fifteen X-ray luminous clusters at 0.18

研究の動機と目的

• z≈0.3 における銀河団内とフィールド内の銀河の差異化進化を駆動するメカニズムを調査すること。
• 銀河団環境が星形成の急激な遮断または星形成の最近の停止を引き起こすかどうかを特定すること。
• 銀河団環境とフィールド環境におけるK+A銀河（最近の星形成停止を示す）の割合を比較すること。
• ブルー銀河割合の赤方偏移に伴う増加（Butcher-Oemler効果）が、銀河団固有のプロセスによって駆動されているかどうかを評価すること。
• 環境によるガスストリッピングとハロー内のガス貯留が、銀河団とフィールド銀河の観測された年齢およびスペクトル差異をどのように形作っているかを評価すること。

提案手法

• 0.18 < z < 0.55 の15個のX線強度の高い銀河団に属するCNOC1サンプルの1,823個の銀河について、D4000、W₀(Hδ)、W₀(OII) のスペクトルインデックスを測定した。
• 主サンプルの1,413個の銀河における不完全性および選択バイアスを補正するための統計的補正を用いた。
• K+A銀河を、W₀(Hδ) > 5 Å かつ W₀(OII) < 5 Å を満たすものとして特定した。これは強力なHδ吸収と[O II]発光の欠如を示している。
• PEGASEおよびGISSEL96のスペクトロフォトメトリックモデルを用いて、観測されたスペクトル特徴を解釈し、進化シーケンスを制約した。
• 銀河団とフィールドにおける観測されたK+A割合を、モデル予測とz≈0.1の観測データ（Zabludoff et al. 1996）と比較した。
• 統計的代表性を確保しバイアスを低減するために、等光度限界サブサンプル（Mr < -18.8 + 5 log h）を分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z≈0.3 における銀河団銀河は、スペクトルインデックスの観点からフィールド銀河よりも若い星の集団を示すか？
• RQ2 測定誤差および選択バイアスを補正した後、銀河団およびフィールド環境におけるK+A銀河の真の割合は何か？
• RQ3 赤方偏移に伴うブルー銀河割合の増加（Butcher-Oemler効果）は、誘発された星形成爆発などの銀河団固有のプロセスによって駆動されているか？
• RQ4 銀河団環境は星形成爆発を誘発するのではなく、ガス枯渇によって徐々で受動的な進化を促進するのか？
• RQ5 最近の研究が示唆するように、銀河団にはダストを含む星形成爆発銀河（A+em）の顕著な過剰が見られるか？

主な発見

• 銀河団銀河は、フィールド銀河よりも系統的に年老いた星の集団を示しており、D4000インデックスが強く、W₀(OII) および W₀(Hδ) の線が弱い。
• 銀河団における観測されたK+A割合（4.4±0.7%）は測定誤差のため高めに評価されている。補正後の割合は2.1±0.7%である。
• フィールドにおける補正後のK+A割合は0.1±0.7%であり、銀河団よりも顕著に低いが、有意差は1σにとどまる。
• 等光度限界サンプル（Mr < -18.8 + 5 log h）では、銀河団におけるK+A割合は1.5±0.8%、フィールドでは1.2±0.8%であり、環境差は顕著でない。
• フィールドにおけるK+A割合はz≈0.1の値（0.30%）のおよそ4倍であるが、この差は統計的に有意ではない。
• ダストを含む星形成爆発銀河（A+em）は銀河団に過剰に存在しない。むしろ、フィールドに6.3±2.1%と、銀河団の2倍の頻度で存在しており、銀河団環境が星形成爆発を誘発しないことを示している。