[論文レビュー] EROs found behind lensing clusters. II. Stellar populations and dust properties of optical dropout EROs and comparison with related objects

D. Schaerer, A. Hempel+7 more|arXiv (Cornell University)|Mar 15, 2007

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、ハッブル、VLT、スピッツァー、チャンドラのマルチバンド光度測定を用いて、強力レンズ効果を示す銀河団の背後に位置するアトラス的赤い対象（EROs）を分析し、赤方偏移、星族、ほこりの性質を特定した。光度赤方偏移は高赤方偏移（z~6–7）を支持するが、明るい絶対等級、数密度、長波長データは、典型的な星質量 0.5–5×10¹⁰ M☉、星形成率 1–18 M☉ yr⁻¹ の低赤方偏移（z~1–3）のほこりを含む星形成爆発系であることを強く示唆している。1つの極端なLIRGは z~3 に位置し、星形成率 ~1000 M☉ yr⁻¹ を示している。

ABSTRACT

We determine the nature, redshift, stellar populations and dust properties of optically faint or non-detected extremely red objects (ERO) found from our survey of the lensing clusters A1835 and AC114. We perform SED fitting and use deep optical, HST, VLT, Spitzer data, and for some objects and sub-mm data. For most of the lensed EROs we find photometric redshifts showing a strong degeneracy between "low-z" (z~1-3) and high-z (z~6-7). Although formally best fits are often found at high-z, their resulting bright absolute magnitudes, the number density of these objects, and in some cases Spitzer photometry or longer wavelength observations, suggest strongly that all of these objects are at "low-z". The majority of these objects are best fitted with young (

研究の動機と目的

• 強力レンズ効果を示す銀河団A1835およびAC114の背後に見つかった光学的にかすれたり検出不能なEROsの真の性質、赤方偏移、星族、ほこりの性質を特定すること。
• これらのEROsに対して低赤方偏移（z~1–3）と高赤方偏移（z~6–7）の解が重複する光度赤方偏移の曇りを解消すること。
• z~6.5 の星形成停止銀河候補HUDF-J2およびYanら（2004）によるIRAC選択EROsと同様の高赤方偏移候補と、レンズ効果を受けるEROsを比較すること。
• 今後のAPEX、ハーシェル、ALMA観測を想定し、ほこりを含むEROsのミッドIR〜サブミリ波長のSEDを予測すること。
• z~6.5 の星形成停止候補であるHUDF-J2の性質を再評価し、z~2.3–2.6 のほこりを含む星形成爆発系である可能性を主張すること。

提案手法

• 合成的・準実験的・実験的スペクトルテンプレートの包括的ライブラリを用いた、更新版Hyperzコードを用いたSEDフィッティング。
• 深紫外（ACS/HST）、近赤外（VLT/ISAAC）、ミッドIR（Spitzer/IRAC）、および長波長データ（Spitzer/MIPS 24 µmおよびサブミリ波長のChandra）からの光度測定をSEDモデリングに使用した。
• 観測されたバンド幅マグニチュードをテンプレートSEDにフィットさせることで光度赤方偏移を導出し、低赤方偏移と高赤方偏移の解の重複に関する慎重な評価を実施した。
• 重力レンズ効果による増幅補正を施したボロメトリック光度から、星質量および星形成率（SFR）を推定した。
• Yan ら（2004）によるIRAC選択EROsとの比較および、更新された光度測定とスペクトルテンプレートを用いたz~6.5 星形成停止候補HUDF-J2の再評価を含んだ。
• 最もほこりを含む対象の全IR〜サブミリ波長のSEDを予測し、今後のAPEX、ハーシェル、ALMA観測の支援を目的とした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 レンズ効果を受けるEROsは、本当に高赤方偏移（z~6–7）にあるのか、それとも強いほこりによる遮へいを受ける低赤方偏移（z~1–3）にあるのか？
• RQ2 これらのEROsの固有の星族特性（年齢、金属量、質量）およびほこりの含有量（A_V）は何か？ それらは既知の高赤方偏移候補とどのように比較できるか？
• RQ3 z~6.5 の星形成停止候補であるHUDF-J2の観測された24 µm放射は、高赤方偏移の星形成停止銀河ではなく、低赤方偏移のほこりを含む星形成爆発系によって説明可能か？
• RQ4 レンズ効果を受けるEROsの性質は、Yan ら（2004）によるIRAC選択EROsとどのように比較できるか？ 両者には類似した星族およびほこりの特性があるか？
• RQ5 これらのほこりを含むEROsのミッドIR〜サブミリ波長領域における予測SEDは何か？ そして、ハーシェルやALMAといった今後の施設でどれほど検出可能か？

主な発見

• 多くのレンズ効果を受けるEROsは光度赤方偏移でz~6–7を示すが、明るい絶対等級、数密度、長波長光度測定（スピッツァーおよびサブミリ波長）は、z~1–3 に位置する低赤方偏移の起源を強く支持している。
• EROsの大多数は、若く（≤0.5–0.7 Gyr）、ほこりを含む星形成爆発星族に最もよくフィットしており、最近のまたは継続中の強力な星形成を示している。
• 3つのEROsは強く遮へいされており、A_V ≈ 2.4–4 である。特に極端な対象であるSMMJ14009+0252は、z~3 に位置するLIRGであり、星形成率は約1000 M☉ yr⁻¹、星質量は約6×10¹¹ M☉ である。
• z~6.5 の星形成停止候補であるHUDF-J2は、より現実的なz~2.3–2.6 のほこりを含む星形成爆発系であると考えられ、24 µm放射の自然な説明が可能で、他のレンズ効果を受けるEROsのSEDと一致する。
• Yan ら（2004）によるIRAC選択EROsは、レンズ効果を受けるEROsと非常に類似したSEDおよび性質を示しており、合成的でほこりを含む星形成爆発テンプレートを用いることで妥当なフィットが得られた。
• 最もほこりを含むEROsの予測SEDは、ミッドIR〜サブミリ波長で強く発光しており、APEX、ハーシェル、ALMAによる検出のための優れたターゲットである。