[論文レビュー] MaNGA: Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory

Anne-Marie Weijmans|St Andrews Research Repository (St Andrews Research Repository)|Aug 18, 2015

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

MaNGA（Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory）は、SDSS-IVに含まれる多対象積分場分光法調査であり、17種類の異なるサイズのファイバーIFUを用いて、10,000個の近傍銀河の星およびガスの解像度のある運動・組成をマッピングする。この調査は、銀河進化の局所的ベンチマークを提供し、星形成および星族の性質における半径方向勾配を明らかにし、初期科学結果では、晩期銀河における星形成の中心からの抑制と金属量勾配が観測された。

ABSTRACT

MaNGA (Mapping Nearby Galaxies at APO) is a galaxy integral-field spectroscopic survey within the fourth generation Sloan Digital Sky Survey (SDSS-IV). It will be mapping the composition and kinematics of gas and stars in 10,000 nearby galaxies, using 17 differently sized fiber bundles. MaNGA's goal is to provide new insights in galaxy formation and evolution, and to deliver a local benchmark for current and future high-redshift studies.

研究の動機と目的

• 10,000個の近傍銀河における星およびガスの運動・組成を解像度をもって解明することで、銀河の形成および進化を研究すること。
• 空間的に解像度のある分光法を用いて、高赤方偏移銀河の研究のための局所的ベンチマークを提供すること。
• 内部的および外部的プロセスが星形成を抑制する役割を果たす仕組みを理解すること。
• 星の質量、環境、星形成率の各バインで少なくとも50個の銀河を確保することで、統計的妥当性を確保すること。

提案手法

• 12〜32アーキセコンドの直径を有する17個の多対象ファイバー積分場ユニット（IFU）を用い、それぞれ19〜127本のファイバーを有し、銀河全体にわたる空間的解像度のあるスペクトルをマッピングする。
• 波長域3600–10,300 Å、スペクトル分解能R ≈ 1400–2600のBOSS分光計にファイバーを供給する。
• 全光度校正用に12個のミニバンドル（7本のファイバー）を、1カートリッジあたり92本のスカイファイバーを用いて背景補正を実施する。
• FIREFLYコードと高分解能の星族モデルを用いて、全スペクトルフィッティングを実施し、星の年齢、金属量、質量、チルト減光マップを導出する。
• スペクトルインデックス（例：Dn(4000)、EW(HδA)、EW(Hα)）の半径方向プロファイルを用いて、星形成歴および抑制の進行を追跡する。
• 特に小さなIFUおよび光重み付き性質に対して、ビームスミアリング効果が導出マップおよび勾配に与える影響を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 現在、銀河ディスクはどのように成長しているのか。その成長に必要なガスはどこから供給されているのか。
• RQ2 現在の宇宙におけるバルジおよび楕円銀河の成長を引き起こすプロセスは何か。
• RQ3 星形成の抑制はどのように進行するのか。内部的および環境的プロセスはそれぞれどのような役割を果たすのか。
• RQ4 質量および角運動量はどのように銀河の構成要素に分布し、時間経過とともにどのように構築されてきたのか。
• RQ5 星族および星形成の性質における半径勾配は何か。また、銀河のタイプに応じてその勾配はどのように変化するのか。

主な発見

• 中心で星形成が活発な銀河は、Dn(4000)の負の勾配およびEW(HδA)とEW(Hα)の正の勾配を示し、星形成の抑制が中心から外側へと進行していることを示している。
• 中心で星形成が静止している銀河は、Dn(4000)、EW(HδA)、EW(Hα)において平坦または弱い勾配を示し、星形成歴に顕著な半径方向変化がないことを示している。
• 晩期銀河は平坦な年齢勾配および負の金属量勾配を示し、外側から内側へのディスク構築および半径方向混合と整合的である。
• 球状銀河は平坦な年齢勾配および負の金属量勾配を示し、時間経過とともに不均一な化学増幅が起こっていることを示している。
• ビームスミアリング効果は、小さなIFUおよび主に光重み付き星族性質に顕著であり、質量重み付き量にはそれほど影響しない。
• 詳細なスペクトルフィッティングを用いることで、星族マップにおける年齢および金属量のデゲネラシーとチルト減光を効果的に分離できた。