[論文レビュー] Galaxy interactions in loose galaxy groups: KAT-7 and VLA HI Observations of the IC 1459 group

Tom Oosterloo, M. L. Zhang+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 22, 2018

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、KAT-7およびVLAを用いた深宇宙H i観測を通じて、IC 1459銀河団におけるH i尾の長さが500 kpcに達することを明らかにした。このH i尾は、主に潮汐相互作用に起因し、誘導圧力剥がれはほとんど寄与していない。研究結果は、密なクラスターよりも密度が低い環境でも、銀河の相互作用や変容プロセスが活発に進行していることを示している。

ABSTRACT

We report on the results from deep HI observations, performed with the Karoo Array Telescope and with the Karl G. Jansky Very Large Array of the loose galaxy group centred on the early-type galaxy IC 1459. The main result from our observations is the detection of a nearly continuous, 500-kpc long HI tail which crosses the entire group. Earlier observations with the Australia Telescope Compact Array had shown the presence of a large HI tail in this galaxy group, but because of the much larger coverage of the new data, the full extent of this tail is now visible. The HI mass of this structure is 3.1 +- 0.3 10^9 Msun . Based on its morphology and kinematics, we conclude that the tail consists of gas stripped from NGC 7418 through tidal interactions, with ram-pressure affects playing at most a minor role. Optical images of the IC 1459 group do not show many indications that galaxy interactions are common in this group. The HI data reveal a very different picture and show that almost all gas-rich galaxies in the IC 1459 group have a distorted HI distribution indicating that many interactions are occurring in this group. This high number of interactions shows that the processes that drive galaxy transformation are also occurring in fairly loose galaxy groups.

研究の動機と目的

• 密なクラスターよりも密度が低い環境において、銀河相互作用が果たす役割を調査すること。
• IC 1459団における大規模H i構造の起源を、潮汐相互作用と誘導圧力剥がれの両者から区別して特定すること。
• 深宇宙H iデータを用いて、この団内におけるガス豊富な銀河のガス剥がれおよび形態的歪みの広がりを評価すること。
• 光学データでは見えないが、H i観測によって明らかにされる隠れた相互作用の重要性を示すこと。
• 今後の広域H i調査の準備として、団環境における拡張的・低表面輝度のH i特徴の検出事例を提示すること。

提案手法

• カーブ・アレイ・テレスコープ（KAT-7）およびカール・G・ジャンスキー・非常に大規模電波望遠鏡（VLA）を用いて、深宇宙H i合成観測を実施した。
• 両機器のデータを統合することで、広域カバーと高感度を実現し、低密度のH i構造の検出を可能にした。
• H i放射の運動学的および形態的特徴を分析し、潮汐的特徴やガスの流れを特定した。
• 観測されたH i分布および速度場を、潮汐相互作用モデルと誘導圧力剥がれのシミュレーション予測と比較した。
• 団の速度分散（223 ± 62 km s⁻¹）を用いて、動力学的 timescale とH i尾の年齢を推定した。
• XMMおよびチャンドラのX線データを評価し、ホットな団内媒体の存在を検証した。これは、誘導圧力剥がれを支持する要因となる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 IC 1459団で検出された500 kpcに及ぶ拡張的H i尾の起源は何か。潮汐相互作用か、誘導圧力剥がれか。
• RQ2 H i形態と運動学的特徴から、ゆがみのない銀河団における銀河相互作用の頻度はどの程度か。
• RQ3 低密度環境におけるH i構造を形作る要因として、潮汐力が誘導圧力効果を上回る程度はどの程度か。
• RQ4 H i尾の年齢は、密なクラスタ内での類似特徴と比較してどう異なるか。冷たいガスの生存にどのような含意をもたらすか。
• RQ5 光学画像では目立った相互作用の兆候がないにもかかわらず、なぜH i観測では強い相互作用の証拠が得られるのか。

主な発見

• 500 kpcにわたるほぼ連続的なH i尾が検出され、IC 1459銀河団全体をカバーしていた。H i質量は3.1 ± 0.3 × 10⁹ M☉であった。
• H i尾の主な原因は潮汐相互作用であり、二本の腕を持つ形態的特徴と運動学的構造から裏付けられている。誘導圧力剥がれは、最大でわずかな寄与にとどまる。
• 団内の全ガス豊富な銀河が歪んだH i形態を示しており、相互作用が広範かつ継続的に行われていることを示している。
• H i尾の推定年齢は2 Gyr以上にのぼり、密なクラスタ内での典型的なH i尾よりもはるかに古く、ホットな団内媒体による蒸発が抑制されていると考えられる。
• X線観測ではホットな団内媒体が検出されず、誘導圧力剥がれが支配的メカニズムである可能性は低いと結論づけられた。
• 光学画像には相互作用の明確な兆候がなく、H i観測が銀河団内での隠れた力学的プロセスを明らかにすることの重要性を強調している。