[論文レビュー] H-alpha imaging of the Local Volume galaxies I. The NGC 6946 galaxy group

И. Д. Караченцев, S. S. Kajsin+2 more|ArXiv.org|Feb 21, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 21被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、ローカルボリューム内（8 Mpc）のNGC 6946団に属する8個の矮小不規則銀河について、幅帯域および広帯域RバンドのCCD観測を用いてH𝛼の画像を新たに取得し、H𝛼放射度、星形成率（SFR）、およびガス消費 timescale を導出している。主な結果として、団全体のH𝛼放射度の96％がNGC 6946自体に起因しており、これは現在の星形成活動において巨大スパイラル銀河が支配的であることを示している。

ABSTRACT

We present new H-alpha imaging of all known dwarf irregular companions to NGC 6946: UGC 11583, KK 251, KK 252, KKR 55, KKR 56, Cepheus 1, KKR 59, and KKR 60. The galaxies span a range of blue absolute magnitudes of [-13.6, -17.6], relative gas content of [0.1, 2.5] M_sun/L_sun, current star formation activity of [0.2, 5.2]10^-2 M_sun yr^-1, and timescale to exhaust the current gas supply of [6, 86] Gyr.

研究の動機と目的

• ローカルボリューム内（8 Mpc）のNGC 6946に知られているすべての矮小不規則銀河のH𝛼画像を完全に取得すること
• ローカルボリューム全体のH𝛼輝度関数および全H𝛼放射度を測定し、星形成活動の包括的把握を可能にすること
• HIマップや高分解能光学データと比較可能なH𝛼画像のレファレンスアトラスを作成すること
• 団環境下における低質量銀河の星形成率およびガス消費 timescale を特定すること
• 数が多数を占めるにもかかわらず、星形成歴がまだ十分に制約されていない矮小銀河の星形成歴の理解を深めること

提案手法

• SAO 6メートル望遠鏡を用い、2048×2048画素のCCD（1ピクセルあたり0.25 arcsec）を用いて、幅帯域H𝛼 + [NII]および広帯域RバンドのCCD画像を取得した
• 6567 Åに中心を置いた70 Å幅の幅帯域フィルタと、6780 Å（Δλ = 1100 Å）のRバンドフィルタを用い、連続スペクトルレベルを測定した
• 標準的なデータ還元手順を実施：バイアス補正、曇天スカイフラットによるフラットネス補正、宇宙線除去、表面フィッティングによるスカイ背景削除
• 画像間の見かけの分解能を揃えるために、最も悪い見かけの分解能に合わせて画像を粗くし、スケーリングされたRバンド画像を幅帯域画像から差し引いて、連続スペクトルを除いたH𝛼 + [NII]画像を生成した
• Oke (1990)の標準星を用いてフラックスをキャリブレーションした。一般的な光度測定誤差は10％未満（KK 251を除く、非光度測定観測）
• SFRは以下の式で計算した：SFR (M☉ yr⁻¹) = 1.27 × 10⁹ × F(H𝛼) × D²、ここでDはMpc単位の距離、F(H𝛼)はerg s⁻¹ cm⁻²単位

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 6946団に属する矮小不規則銀河における星形成率の分布はどのように変動するか？
• RQ2 NGC 6946団全体の全H𝛼放射度は、中心のスパイラル銀河とその矮小同伴銀河とでどのように比較されるか？
• RQ3 この団に属する矮小不規則銀河のガス消費 timescale（t_gas）はどの程度で、典型的なdIrr銀河の値と比べてどうか？
• RQ4 これらの矮小銀河のH𝛼特性は、ガス含量および星形成効率をどの程度反映しているか？
• RQ5 これらの銀河のH𝛼輝度は、光学的およびHI的特性と比べてどのように異なるか？これはそれらの進化段階に何を示唆するか？

主な発見

• NGC 6946のH𝛼放射度が、NGC 6946団全体の全H𝛼放射度の96％を占めており、これはこのシステム内での現在の星形成活動においてNGC 6946が支配的であることを示している
• 矮小同伴銀河の星形成率（SFR）は0.0018から0.0523 M☉ yr⁻¹の間で変動し、中央値は0.0026 M☉ yr⁻¹であり、典型的なdIrr銀河と整合的である
• 矮小銀河のガス消費 timescale（t_gas）は8.4から86 Gyrの間で変動し、中央値は29 Gyrであり、これらの系では長期間にわたる星形成が継続していることを示している
• 最も質量が大きくガスを多く含む矮小銀河Cepheus 1（M_B = -17.53）は、最高のSFR（0.0216 M☉ yr⁻¹）とH𝛼放射度（4.92 × 10⁻¹³ erg s⁻¹ cm⁻²）を示したが、依然として団全体の全放射度の1.5％にとどまっている
• NGC 6946のH𝛼放射度（339 × 10⁻¹³ erg s⁻¹ cm⁻²）は、いかなる矮小同伴銀河よりも顕著に高く、これが団内で主たる星形成銀河としての役割を果たしていることを確認している
• 矮小銀河のH𝛼放射度は、HI質量対光度比（M_HI/L）と整合的であり、ガスを多く含む銀河（例：KK 251、M_HI/L = 2.41 M☉/L☉）はガスが乏しい銀河（例：KKR 56、M_HI/L = 0.52 M☉/L☉）よりも高いSFRを示している