[論文レビュー] High-redshift Ly alpha emitters with a large equivalent width: Properties of i-dropout galaxies with an NB921-band depression in the Subaru Deep Field

Tohru Nagao, Takashi Murayama+12 more|ArXiv.org|Feb 14, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 45被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、スバル深宇宙フィールドにおいてNB921フィルタの減光を示すi′-ドロップアウト選別法を用いて、高赤方偏移Lyα発光星を大等価幅で特定した。分光観測により、z ≈ 6.0–6.5の5つのLAEが確認され、それらの静止系等価幅は100 Åを超える。これは、z ≈ 6における強発光星の割合がz ≈ 3に比べ顕著に高いことを示しており、初期の銀河における若年齢星団と整合的である。

ABSTRACT

We report new follow-up spectroscopy of i-dropout galaxies with an NB921-band depression found in the Subaru Deep Field. The NB921-depressed i-dropout selection method is expected to select galaxies with large equivalent width Ly alpha emission over a wide redshift range, 6.0

研究の動機と目的

• 新規の光度的選別法を用いて、高赤方偏移Lyα発光星を大等価幅で特定すること。
• NB921-depressed i′-ドロップアウト手法が、広い赤方偏移範囲（6.0 ≤ z ≤ 6.5）において強発光Lyα発光星を効率的に選別できるかを検証すること。
• z ≈ 6とz ≈ 3の間でLyα等価幅分布の進化を調査し、星団年齢への含意を検討すること。
• 極端なLyα発光を示すこれらの銀河が、第III星族星を宿す可能性を、その発光特性に基づいて評価すること。

提案手法

• NB921帯域の狭帯域フィルタのマグニチュードに著しい減光を示すi′-ドロップアウト銀河を、強力なLyα発光を示すものとして光度的に選別する。
• スバル望遠鏡を用いた光学分光観測により赤方偏移を確認し、Lyα等価幅を測定する。
• 星団年齢の診断指標として、静止系等価幅（EW₀）を用い、EW₀ > 100 Åは非常に若年齢の星団（<10⁷年）を示す。
• 既存の分光的サンプルを用いて、z ≈ 6における高等価幅Lyα発光星の割合とz ≈ 3におけるものを比較する。
• 従来の狭帯域過剰手法よりも広い赤方偏移範囲でLyα発光星を効率的に選別できるよう、NB921-depressed i′-ドロップアウト手法を応用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NB921-depressed i′-ドロップアウト選別法は、大等価幅を示す高赤方偏移Lyα発光星を特定するのに有効であるか？
• RQ2 z ≈ 6.0–6.5におけるi′-ドロップアウト銀河のうち、静止系Lyα等価幅が100 Åを超える割合はどの程度か？
• RQ3 z ≈ 6における強発光Lyα発光星の割合はz ≈ 3に比べてどのように異なるか？また、星団年齢にどのような含意があるか？
• RQ4 これらの高等価幅Lyα発光星は、第III星族星を宿す候補とみなせるか？

主な発見

• スバル深宇宙フィールド（SDF）における8つのNB921-depressed i′-ドロップアウト銀河のうち5つが、赤方偏移z ≈ 6.00–6.11で静止系等価幅が100 Åを超えるLyα発光星として確認された。
• 観測されたLyα等価幅は下限値であり、z = 6.11およびz = 6.00の2つの新規確認源では、それぞれ153 Åおよび114 Åの測定値が得られた。
• SDFにおけるi′-ドロップアウト銀河のうち、EW₀(Lyα) > 100 Åの割合は8%以上と推定され、z ≈ 3における約1%の値よりも顕著に高い。
• z ≈ 6におけるこの増加した割合は、Lyα等価幅分布における強い赤方偏移進化を示しており、z ≈ 6における星団年齢がz ≈ 3に比べて若いことを裏付ける。
• この結果は、z ≈ 6における高赤方偏移銀河の典型的星団が、z ≈ 3に比べてはるかに若年齢である（宇宙年齢 ~1 Gyr）という考えを支持する。
• NB921-depressed i′-ドロップアウト手法は、広い赤方偏移範囲（6.0 ≤ z ≤ 6.5）において強発光Lyα発光星を効率的に特定できることが確認され、従来の狭帯域過剰手法を上回る性能を示した。