[論文レビュー] Molecular gas in galaxies of Hickson compact groups

S. Léon, F. Combes+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 12, 1997

Spectroscopy and Laser Applications被引用数 5

ひとこと要約

本研究は、CO(1-0)およびCO(2-1)線観測を用いて、45個のヒクソン密結合群（HCGs）に属する70個の銀河における分子ガスを調査した。57個の銀河（81%の検出率）が検出された。最も密なグループでは、M(H₂)/LbおよびM(dust)/Lb比が高くなっており、潮汐相互作用がガスを内向きに駆り、中心部に集中させると示唆される。一方、星形成効率は、FIRの空間的分布の違いにより低く見えるが、明確な比較には高分解能のFIRデータが必要である。

ABSTRACT

We have observed 70 galaxies belonging to 45 Hickson compact groups in the CO(1-0) and CO(2-1) lines, in order to determine their molecular content. We detected 57 galaxies, corresponding to a detection rate of 81%. We compare the gas content relative to blue and FIR luminosities of galaxies in compact groups with respect to other samples in the literature, including various environments and morphological types. We find that there is some hint of enhanced M(H2)/Lb and M(dust)/Lb ratios in the galaxies from compact group with respect to our control sample, especially for the most compact groups, suggesting that tidal interactions can drive the gas component inwards, by removing its angular momentum, and concentrating it in the dense central regions, where it is easily detected. The molecular gas content in compact group galaxies is similar to that in pairs and starburst samples. However, the total L(FIR) luminosity of HCGs is quite similar to that of the control sample, and therefore the star formation efficiency appears lower than in the control galaxies. However this assumes that the FIR spatial distributions are similar in both samples which is not the case at radio frequencies. Higher spatial resolution FIR data are needed to make a valid comparison. Given their short dynamical friction time-scale, it is possible that some of these systems are in the final stage before merging, leading to ultra-luminous starburst phases. We also find for all galaxy samples that the \htwo content (derived from CO luminosity and normalised to blue luminosity) is strongly correlated to the L(FIR)luminosity, while the total gas content H2+HI is not.

研究の動機と目的

• CO線観測を用いて、ヒクソン密結合群（HCGs）内の銀河における分子ガスの含有量を特定すること。
• さまざまな環境や形態における制御サンプルと比較して、HCG銀河の分子ガスおよびダスト含有量を評価すること。
• 密結合群環境における潮汐相互作用がガスの集中と星形成効率に与える影響を評価すること。
• 孤立またはペア状態の銀河と比較して、HCG銀河が強化された星形成またはガス力学を示すかどうかを評価すること。

提案手法

• CO(1-0)およびCO(2-1)遷移線におけるHCG内70個の銀河の観測を通じて、CO輝度を用いて分子水素（H₂）を推定する。
• CO輝度を用いてH₂質量を算出し、青白色光輝度（Lb）およびFIR輝度（L(FIR)）で正規化する。
• 文献に由来する制御サンプルと比較して、HCG銀河のM(H₂)/LbおよびM(dust)/Lb比を分析する。
• HCGと制御サンプル間のFIR放射の空間的分布の違いを分析し、星形成効率を評価する。
• 動的摩擦時間尺度の推定値を用いて、密結合群における即時の合体の可能性を評価する。
• 複数の銀河サンプルにおいて、H₂含有量（Lbで正規化）とL(FIR)との相関分析を行う。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ヒクソン密結合群に属する銀河は、他の銀河環境と比較して、青白色光輝度に対して分子ガス含有量が増加していると見なせるか？
• RQ2 HCG銀河の星形成効率は制御サンプルより低いのか。もし低い場合、その原因はFIRの空間的分布の違いに起因するのか？
• RQ3 密結合群における潮汐相互作用が、分子ガスを内向きに駆り、中心部への集中を促進する程度はどの程度か？
• RQ4 HCG銀河のH₂含有量は、相互作用ペアや星形成暴発銀河と比較してどの程度か？
• RQ5 多様な銀河サンプルにおいて、正規化されたH₂質量とFIR輝度の間に強い相関が見られるか？

主な発見

• ヒクソン密結合群に属する70個の銀河のうち57個がCOで検出され、検出率は81%であった。
• 最も密なHCGでは、制御サンプルと比較してM(H₂)/LbおよびM(dust)/Lb比が高くなっており、ガスの集中が顕著である。
• 潮汐相互作用が角運動量を除去し、分子ガスを内向きに駆り、中心密度を高めると考えられる。
• ガスの集中が顕著であるにもかかわらず、HCGの全L(FIR)輝度は制御サンプルと同等であり、星形成効率が低いと示唆される。
• すべてのサンプルにおいて、H₂含有量（Lbで正規化）とL(FIR)との相関は強く、全ガス含有量（H₂+HI）には同様の相関は認められない。
• FIR分布の不一致を解消し、星形成効率の妥当な比較を行うには、より高い空間分解能のFIRデータが必要である。