[論文レビュー] HI study of extremely metal-deficient dwarf galaxies. I. The Nancay Radio Telescope observations of twenty-two objects

S. A. Pustilnik, Jean‐Michel Martin|ArXiv.org|Jan 17, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 92被引用数 27

ひとこと要約

本研究では、ナンシー・電波望遠鏡を用いて、22個の極めて金属欠乏性が顕著な（XMD）矮星銀河のH i 21-cm線観測を実施し、18個を検出、残りの4個については上限値を提示した。H i質量には2桁の変動、青光度にも2桁の変動が見られ、70%の銀河で相互作用の兆候が確認された。これにより、進化やガス含量に関する統計的分析に用いることのできる、H iパラメータが既知のXMD銀河のサンプルが著しく拡大された。

ABSTRACT

The goal of this study is to measure parameters of the integrated HI emission for twenty-two dwarf galaxies with oxygen abundance 12+log(O/H) in the range of 7.42 to 7.65, which are representatives of the eXtremely Metal-Deficient (XMD) galaxy group. Some of them are expected to be similar to the well-known candidates for local young galaxies, IZw18 and SBS 0335-052 that have most of their baryon mass in the form of neutral gas. Therefore, the HI 21-cm line observations are crucial to understanding their group and individual properties. The Nancay Radio Telescope (NRT) with the upgraded focal receiver was used for observations of the 21-cm HI-line. This permitted the detection of the faintest sources with rms of ~1 mJy per 10.5 km/s resolution element. For eighteen detected galaxies we present the parameters of their integrated HI line emission and describe the data on individual objects in more detail. For four undetected XMD galaxies, we give upper limits on their M$(HI). For 70% of the twenty studied non low surface brightness XMD galaxies, we find evidence (both from HI and optical data) for their interaction with neighboring objects. In the brief discussion of the group HI properties of the observed subsample (the total O/H range is of 0.23 dex, or a factor of 1.7), we underline the broad distributions of the HI mass (range is of 2 orders of magnitude), of the ratio M(HI)/L_B (of 1 order of magnitude), and of the blue luminosity (range is of 2 orders of magnitude). We also obtained HI parameters of six galaxies that do not belong to the XMD sample. These data increase the number of XMD galaxies with known integrated HI parameters (or upper limits) by a factor of two. This allows us to address statistical properties of this group, which will be presented in a forthcoming paper. (Abridged).

研究の動機と目的

• 12+log(O/H)が7.42から7.65の間の22個の極めて金属欠乏性が顕著な（XMD）矮星銀河について、統合H i放射パラメータを測定すること。
• H iおよび光学データを分析することで、相互作用や潮汐力がXMD銀河における星形成を引き起こす役割を評価すること。
• 18個の銀河について新たな測定値、4個について新たな上限値を提示することで、H i特性が既知のXMD銀河のサンプルを拡大すること。
• AM 0624–261の方向に検出された微弱なH i源の性質を調査し、新たな高速H i雲（HVC）である可能性を検討すること。

提案手法

• 観測は、感度が約1 mJy/10.5 km s⁻¹解像度要素であるアップグレードされた焦点受像器を備えたナンシー電波望遠鏡（NRT）を用いて実施された。
• 22個のXMD矮星銀河のH i 21-cm線放射を測定し、検出された源について、統合ラインパラメータ（輝度、ドップラー幅、システム的径速度）を導出した。
• 非検出の4個のXMD銀河についても、同じ感度およびビーム特性を用いてH i質量の上限値を計算した。
• 光学データおよび形態的解析を用いて、XMDサンプル内での相互作用または合体の兆候を評価した。
• AM 0624–261の方向に検出された、V_hel = 188 km s⁻¹のH i源を、既知のHVCと輝度、ドップラー幅、位置角の観点から比較し、その性質を評価した。
• NED、LEDA、SDSSのデータを用いて、銀河の性質および環境的文脈を照合確認した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 12+log(O/H) ≤ 7.65である22個のXMD矮星銀河について、統合H iパラメータ（輝度、ドップラー幅、質量）は何か？
• RQ2 酸素含有量の範囲が0.23 dexに限定される中で、XMD銀河のH i質量と青光度はどのように変動するか？
• RQ3 H iおよび光学データに基づいて、非LSBのXMD銀河のうち何パーセントが相互作用または合体の兆候を示しているか？
• RQ4 AM 0624–261の方向に検出されたV_hel = 188 km s⁻¹の微弱なH i源は、新たな高速H i雲（HVC）の一部であると考えられるか？
• RQ5 同じサンプル内における非XMD銀河と比較して、XMD銀河のH i特性はどのように異なるか？

主な発見

• 18個のXMD矮星銀河がH i 21-cm放射で検出され、H i質量は約2 × 10⁷ M⊙から約3 × 10⁹ M⊙の範囲に分布し、2桁の変動を示した。
• 検出されたXMD銀河の青絶対等級（M_B）は-12.5から-17.7の間であり、青光度に2桁の変動が確認された。
• サンプル内の非LSB XMD銀河の70%で、H iおよび光学データの両方とも、周囲の天体との相互作用または合体の明確な兆候が観測された。
• 4個のXMD銀河は検出されず、それらのH i質量およびM(Hi)/L_B比についての上限値が確立され、ガス含量に関する制約が強化された。
• V_hel = 188 km s⁻¹に位置する微弱なH i源は、統合輝度が0.77 Jy km⁻¹、W₅₀ = 37 ± 5 km s⁻¹であり、新しい高速H i雲（HVC 234.3-16.8+208）の一部である可能性が高く、輝度およびドップラー幅において周辺の既知のHVCと整合的である。
• 本研究により、H iパラメータまたは上限値が既知のXMD銀河の数が2倍に増加し、今後の全般的な性質に関する統計的分析が可能になった。