[論文レビュー] Ionized gas kinematics of galaxies in the CALIFA survey I: Velocity fields, kinematic parameters of the dominant component, and presence of kinematically distinct gaseous systems

B. García‐Lorenzo, I. Márquez+30 more|LA Referencia (Red Federada de Repositorios Institucionales de Publicaciones Científicas)|Aug 25, 2014

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 74被引用数 29

ひとこと要約

本研究は、積分場分光法を用いて、CALIFA調査に含まれる177個の銀河におけるイオン化ガス運動学の最初の体系的分析を提示する。交差相関を用いた発光線における径方向速度の測定により、広範な運動学的歪み、光度的・運動学的中心のずれ（35%）、および69%の銀河で運動学的に異なるガス成分が特定され、単純な回転をはるかに超える複雑な力学的状態が明らかになった。

ABSTRACT

This work provides an overall characterization of the kinematic behavior of the ionized gas of the galaxies included in the Calar Alto Legacy Integral field Area (CALIFA), offering kinematic clues to potential users of this survey for including kinematical criteria for specific studies. From the first 200 galaxies observed by CALIFA, we present the 2D kinematic view of the 177 galaxies satisfying a gas detection threshold. After removing the stellar contribution, we used the cross-correlation technique to obtain the radial velocity of the dominant gaseous component. The main kinematic parameters were directly derived from the radial velocities with no assumptions on the internal motions. Evidence of the presence of several gaseous components with different kinematics were detected by using [OIII] profiles. Most objects in the sample show regular velocity fields, although the ionized-gas kinematics are rarely consistent with simple coplanar circular motions. 35% of the objects present evidence of a displacement between the photometric and kinematic centers larger than the original spaxel radii. Only 17% of the objects in the sample exhibit kinematic lopsidedness when comparing receding and approaching sides of the velocity fields, but most of them are interacting galaxies exhibiting nuclear activity. Early-type galaxies in the sample present clear photometric-kinematic misaligments. There is evidence of asymmetries in the emission line profiles suggesting the presence of kinematically distinct gaseous components at different distances from the nucleus. This work constitutes the first determination of the ionized gas kinematics of the galaxies observed in the CALIFA survey. The derived velocity fields, the reported kinematic peculiarities and the identification of the presence of several gaseous components might be used as additional criteria for selecting galaxies for specific studies.

研究の動機と目的

• 高分解能分光法を用いて、CALIFA調査の銀河におけるイオン化ガスの2次元運動学的構造を特徴づけること。
• 単純な円運動からのずれを特定し、光度的中心と運動学的中心のずれといった運動学的歪みを定量化すること。
• 非対称な発光線プロファイルを通じて、運動学的に異なるガス成分の存在を検出すること。
• 将来的なCALIFAベースの研究のための運動学的基準を提供し、動力学的基準に基づいた標本選択を可能にすること。

提案手法

• 主なイオン化ガス成分の径方向速度を、[O ii] λλ3726,3729、[O iii] λλ4959,5007、Hα + [N ii] λλ6548,6584、および[S ii] λλ6716,6730の複数の発光線に対して交差相関技術を適用して測定した。
• 円運動を仮定せずに、径方向速度マップから直接的に運動学的パラメータ（系統的速度、速度勾配、位置角）を計算した。
• [O iii] λλ4959,5007発光線プロファイルの非対称性を分析して、複数のガス成分を同定した。
• 銀河画像からの光度的中心位置を用い、運動学的中心と比較してずれを検出した。
• 速度場の後退側と approaching 側を比較することで、運動学的非対称性（lopsidedness）を定量化した。
• 運動学的位置角と微小軸・主要軸の角度のずれを評価し、非円運動や棒構造に起因する歪みを検出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CALIFA銀河におけるイオン化ガスの速度場は、どの程度単純な平面内円運動から逸脱しているか？
• RQ2 CALIFA銀河において、光度的中心と運動学的中心がどの程度ずれているか。また、そのずれを引き起こす物理的過程は何か？
• RQ3 運動学的に異なるガス成分を示す銀河の割合はどれくらいか。また、運動学的パラメータの観点からどのように特徴づけられるか？
• RQ4 運動学的非対称性や非円運動は、銀河の形態、相互作用状態、または核活動（AGN/LINER）とどの程度相関しているか？
• RQ5 異なる発光線から導かれた系統的速度は互いに整合的であり、外部データベース（例：NED）の値と不確実性の範囲内で一致するか？

主な発見

• 177個の銀河のうち35%は、スパキールサイズを超える光度的中心と運動学的中心のずれを示しており、特に相互作用系で最大のずれが観測された。
• 17%の銀河が運動学的非対称性を示し、その大部分はAGNまたはLINER核を有する相互作用銀河であった。
• 40%の銀河で主な運動学的位置角が15°以上ずれており、純粋な回転からの強く逸脱した運動を示している。
• 微小軸と主要軸の間の角度ずれが10°を超えるのは、主に銀河に棒構造が存在する場合に見られる。
• サンプルの69%（177個中117個）が、非対称な[O iii]発光線プロファイルを通じて運動学的に異なるガス成分の存在を示している。
• 異なる発光線から得られた系統的速度は良好に一致しており、不確実性の範囲内でNEDデータベースの値とも整合的であった。