[論文レビュー] Galaxy Evolution in Local Group Analogs. I. A GALEX study of nearby groups

A. D. Marino, L. Bianchi+3 more|arXiv (Cornell University)|Dec 21, 2009

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 15

ひとこと要約

本研究では、3つの近接した後期型銀河団（LGG 93、127、225）のGALEX遠紫外および近紫外画像を用いて、銀河の進化、特に星形成と動的状態の研究を行った。LGG 225は、相互作用が進行中で最近の星形成を示す予備準拡散状態にあり、LGG 93はおそらく準拡散状態にあり、LGG 127は進行中の進化の兆候を示している。これは、低密度環境における団規模の進化プロセスに関する知見を提供する。

ABSTRACT

Understanding the astrophysical processes acting within galaxy groups and their effects on the evolution of the galaxy population is one of the crucial topic of modern cosmology, as almost 60% of galaxies in the Local Universe are found in groups. We imaged in the far (FUV 1539 A) and near ultraviolet (NUV 2316 A) with GALEX three nearby groups, namely LGG93, LGG127 and LGG225. We obtained the UV galaxy surface photometry and, for LGG225, the only group covered by the SDSS, the photometry in u, g, r, i, z bands. We discuss galaxy morphologies looking for interaction signatures and we analyze the SED of galaxies to infer their luminosity-weighted ages. The UV and optical photometry was also used to perform a kinematical and dynamical analysis of each group and to evaluate the stellar mass. A few member galaxies in LGG225 show a distorted UV morphology due to ongoing interactions. (FUV-NUV) colors suggest that spirals in LGG93 and LGG225 host stellar populations in their outskirts younger than that of M31 and M33 in the LG or with less extinction. The irregular interacting galaxy NGC3447A has a significantly younger stellar population (few Myr old) than the average of the other irregular galaxies in LGG225 suggesting that the encounter triggered star formation. The early-type members of LGG225, NGC3457 and NGC3522, have masses of the order of a few 10^9 Mo, comparable to the Local Group ellipticals. For the most massive spiral in LGG225, we estimate a stellar mass of ~4x10$^{10}$ Mo, comparable to M33 in the LG. Ages of stellar populations range from a few to ~7 Gyr for the galaxies in LGG225. The kinematical and dynamical analysis indicates that LGG127 and LGG225 are in a pre-virial collapse phase, i.e. still undergoing dynamical relaxation, while LGG93 is likely virialized. (Abridged)

研究の動機と目的

• 後期型銀河が支配する低密度環境における銀河進化を理解すること、特に紫外線星族を用いた分析を通じて。
• 近接した銀河団における相互作用や動的過程が、銀河の性質と進化に果たす役割を調査すること。
• 特にローカル団との関連において、異なる形態的構成を持つ団の動的状態と進化段階を比較すること。
• 多波長の光度測定を用いて、これらの団内の銀河の星族質量および光度加重平均年齢を推定すること。
• 階層的宇宙論フレームワークにおいて、後期型銀河が支配する団が、初期型銀河が支配する団の進化の前段階を表しているかどうかを評価すること。

提案手法

• 銀河進化探査機（GALEX）を用いて、LGG 93、LGG 127、LGG 225の遠紫外（FUV、1539 Å）および近紫外（NUV、2316 Å）画像を取得した。
• 団内の銀河に対して紫外線および可視光の表面光度測定を実施し、星族の年齢と減光を推定するためのFUV–NUV色分析を実施した。
• 紫外線および可視光画像における相互作用の兆候を特定するための形態的解析を実施した。
• スペクトルエネルギー分布（SED）モデリングを用いて、光度加重平均星族年齢およびダスト減光を導出した。
• 径方向速度および光度測定データを用いて、団の通過時間と準拡散状態を推定するための光度加重平均運動および動的解析を実施した。
• GALEX、SDSS、2MASSの多バンド光度測定を統合し、星族質量を推定し、GRASILモデルおよびアーカイブデータと比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 後期型銀河が支配する銀河団、たとえばLGG 93、LGG 127、LGG 225の動的状態は何か？ そして、それらの進化活動とどのように関係しているか？
• RQ2 これらの団内の銀河の紫外線色および形態は、最近の星形成および相互作用の歴史をどのように反映しているか？
• RQ3 これらの団内の銀河の星族年齢およびダスト特性は何か？ それらはローカル団の銀河と比較してどう異なるか？
• RQ4 これらの団の動的質量および準拡散状態の timescale は、理論的予測や他の近接団と比較してどうなるか？
• RQ5 これらの団の観測された性質は、後期型銀河が支配する団が、初期型銀河が支配する団の進化の前身段階であるという仮説をどの程度支持するか？

主な発見

• LGG 225は予備準拡散状態にあり、通過時間は約1.3 Gyrであり、進行中の動的緩和と活発な進化を示している。
• LGG 225に属する数個の銀河、特にNGC 3447Aは、進行中の相互作用に一致する歪んだ紫外線形態を示している。
• LGG 93およびLGG 225のスパイラル銀河の(FUV–NUV)色は、ローカル団のM31やM33と比較して、若いか、減光の少ない外側星族を示している。
• NGC 3447Aの星族年齢は数百万年であり、最近の相互作用によって引き起こされた最近の星形成を示している。
• LGG 225の最も質量の大きなスパイラル銀河の星族質量は約4 × 10¹⁰ M☉であり、ローカル団のM33と同等である。
• LGG 225の初期型銀河（NGC 3457およびNGC 3522）の星族質量は数×10⁹ M☉であり、ローカル団の楕円銀河と同程度である。