[論文レビュー] Formation and Evolution of Dwarf Elliptical Galaxies

Igor Chilingarian|arXiv (Cornell University)|Nov 29, 2006

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 4被引用数 24

ひとこと要約

本学位論文では、PEGASE.HRの合成星団モデルを用いて、矮星系楕円銀河（dE）における星団および運動学的パラメータを導出する、画素単位のスペクトルフィッティング手法を提案する。この手法を、バービオ銀河団およびアベル496銀河団における3次元分光観測に適用した結果、明るいdE銀河に若年齢核が存在することを明らかにし、ガス除去の主要メカニズムとして断圧ストリッピングが支配的である強力な証拠を提示した。これにより、dEと矮星不規則銀河（dIrr）との間の進化的関連性が支持された。

ABSTRACT

This thesis presents observational studies of evolution of dwarf elliptical galaxies. dE's are numerically dominant population in clusters of galaxies, but their origin and evolution is a matter of debate. Several scenarios of gas removal from dE's exist: galactic winds, ram pressure stripping, gravitaional harassment. We present new method to estimate stellar population parameters and internal kinematics, based on fitting observed spectra in the pixel space by PEGASE.HR synthetic populations. We apply this technique to 3D-spectroscopic observations of dE galaxies in the Virgo cluster and nearby groups and multiobject spectroscopy of several dozens of dE's in the Abell 496 cluster. We present discovery of young nuclei in bright dE galaxies in the Virgo cluster. Based on the analysis of observational data we conclude that: (1) there is an evolutionary connection between dE's and dIrr's, (2) the most probable scenario of gas removal is ram pressure stripping by the intergalactic medium.

研究の動機と目的

• 集団に最も多く存在する銀河タイプとしての矮星系楕円銀河（dE）の形成および進化を解明すること。
• dE銀河におけるガス除去機構としての、銀河風、断圧ストリッピング、重力的ハラスメントの長年の議論を解消すること。
• dE銀河の統合スペクトルから星団および運動学的パラメータを的確に導出するための堅牢な手法を開発すること。
• 詳細な分光解析を通じて、dE銀河と矮星不規則銀河（dIrr）との間の進化的関連性を調査すること。
• 特にIFU観測を対象として、複雑な3次元分光データセットのVO準拠のデータ管理を可能にすること。

提案手法

• 本研究では、dE銀河の観測スペクトルと一致させるために、PEGASE.HRの合成星団モデルを用いた新しい画素空間スペクトルフィッティング手法を開発した。
• この手法は、観測スペクトルを画素ドメインで直接フィットすることで、年齢、金属量、[α/Fe]比、径方向速度、およびドリフト速度分散を高精度に導出可能である。
• 合成データおよび実データを用いた誤差解析、解の安定性テスト、バイアス評価を通じて、手法の妥当性を検証した。
• 分析には、6mロシア望遠鏡に搭載されたMPFS機器による3次元統合場分光法（IFS）データと、VLTのFLAMES-Giraffeによるマルチオブジェクト分光法データを用いた。
• この手法は、バービオ銀河団および近傍グループのdE銀河、およびアベル496におけるより広範なサンプルに適用された。
• 空間軸、スペクトル軸、フラックス軸をカバーする、VOIA（IVO）仮想望遠鏡基準に準拠したデータ特徴化モデルを構築した。このモデルは、カバレッジ、境界、分解能のメタデータを含む。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 矮星系楕円銀河におけるガス除去を支配する主要メカニズムは何か？
• RQ2 dE銀河と矮星不規則銀河との間に、運動学的または星団的関連性が存在するか？
• RQ3 明るいdE銀河に若年齢の星団核を検出できるか？これは最近の星形成を示唆する。
• RQ4 IFU機器からの3次元分光データセットを仮想望遠鏡フレームワーク内で効果的に特徴化し共有するにはどうすればよいか？
• RQ5 星団パラメータ（年齢、金属量、[α/Fe]）は、異なる環境に存在するdE銀河間でどの程度変動するか？

主な発見

• 本研究では、バービオ銀河団の明るいdE銀河に若年齢の星団核が存在することを明らかにした。これは、最近のまたは進行中の星形成を示唆している。
• 星団および運動学的解析により、dE銀河と矮星不規則銀河との間には強い進化的関連性が存在することが判明し、変換シナリオを支持する証拠が得られた。
• 星団および運動学的傾向に基づく分析から、dE銀河におけるガス除去の最も可能性の高いメカニズムは、高温の銀河間物質による断圧ストリッピングであると結論づけられた。
• PEGASE.HRモデルを用いた新しい画素フィッティング手法により、統合スペクトルから年齢、金属量、およびドリフト速度分散の高精度で信頼性の高い推定値が得られた。
• 開発されたデータ特徴化モデルにより、3次元分光データセットのVO準拠メタデータが可能となり、空間軸、スペクトル軸、フラックス軸をカバーする、カバレッジおよび境界レベルのサポートが実現された。
• この手法により、一部のdE銀河で運動学的デカップリング構造や異方的ドリフト速度分散が検出され、複雑な動的歴史が示された。