[論文レビュー] Modeling Dust on Galactic SED: Application to Semi-Analytical Galaxy Formation Models

L. Silva, G. L. Granato+5 more|arXiv (Cornell University)|Mar 23, 1999

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、GRASIL分光的・光度的モデルとGALFORM半解析的銀河形成モデルを統合した連成フレームワークを提示し、UVからサブミリ波長にかけての銀河スペクトルエネルギー分布（SED）におけるダストの効果をシミュレートする。詳細なダスト吸収および再放射計算と現実的な星形成歴を組み合わせることで、観測されたSEDおよび発光関数と良好な一致を示す。このモデルにより、階層的フレームワークにおける銀河進化の統計的分析が可能となる。

ABSTRACT

We present the basic features and preliminary results of the interface between our spectro-photometric model GRASIL (that calculates galactic SED from the UV to the sub-mm with a detailed computation of dust extinction and thermal reemission) with the semi-analytical galaxy formation model GALFORM (that computes galaxy formation and evolution in the hierarchical scenario, providing the star formation history as an input to our model). With these two models we are able to synthetize simulated samples of a few thousands galaxies suited for statistical studies of galaxy properties to investigate on galaxy formation and evolution. We find good agreement with the available data of SED and luminosity functions.

研究の動機と目的

• 詳細なダスト-SEDモデル（GRASIL）と半解析的銀河形成モデル（GALFORM）の間の一貫性のあるインターフェースを開発すること。
• UVからサブミリ波長にわたり、正確なダスト吸収および熱的再放射を伴う現実的な銀河集団をシミュレートすること。
• 宇宙論的階層的フレームワーク内での銀河性質の統計的分析を可能にすること。
• モデルが観測された銀河SEDおよび発光関数をどれほど正確に再現できるかを検証すること。

提案手法

• 銀河内のダスト吸収および再放射を計算するGRASILモデルと、銀河形成の半解析的モデルであるGALFORMモデルを結合する。
• GALFORMの出力（特に星形成歴）をGRASILの入力として使用し、全SEDを計算する。
• UV、光学および赤外帯域におけるダスト吸収、散乱および熱的再放射を詳細に取り扱う。
• 数千の銀河をシミュレートし、SEDおよび発光関数の性質に関する統計的分析を可能にする。
• 銀河形成の階層的シナリオに適用し、初期から遅い時期までの進化を追跡する。
• 観測データ（SEDおよび発光関数）と照合して結果を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 連成GRASIL-GALFORMモデルは、UVからサブミリ波長にわたり、観測された銀河スペクトルエネルギー分布（SED）をどれほど正確に再現できるか？
• RQ2 ダスト吸収および再放射を組み込むことで、観測された銀河発光関数との一致度はどの程度向上するか？
• RQ3 モデルは、銀河進化の大規模な研究に適した統計的に意味のある銀河サンプルを生成できるか？
• RQ4 階層的銀河形成の文脈において、ダスト効果は予測されたSEDおよび発光度にどのように影響を与えるか？

主な発見

• 連成GRASIL-GALFORMモデルは、UVからサブミリ波長にわたり、観測された銀河SEDを良好に再現した。
• モデルは観測された銀河発光関数と一貫した結果を達成しており、その予測能力が検証された。
• 数千の銀河からなるシミュレートされた銀河サンプルが生成され、銀河性質の統計的分析に適したものとなった。
• 詳細なダスト物理学を組み込むことで、ダストを含まないモデルと比較して、合成SEDの現実性が著しく向上した。
• GALFORMの星形成歴とGRASILのSED計算の間のインターフェースは、宇宙論的研究において堅牢で効果的であることが示された。
• このフレームワークにより、階層的形成シナリオ内でのダスト効果が銀河進化に与える影響を調査でき、将来的な統計的調査のためのツールが提供された。