[論文レビュー] Molecular Gas in NUclei of GAlaxies (NUGA): II. The Ringed LINER NGC7217

F. Combes, S. García‐Burillo+9 more|ArXiv.org|Oct 22, 2003

Astrophysics and Star Formation Studies参考文献 40被引用数 43

ひとこと要約

NGC 7217の高分解能CO(1-0)およびCO(2-1)マップは、0.8 kpcの半径に鋭い円形の核リングを明らかにした。このリングの内縁には、活発な星形成と高いガス密度勾配が見られ、N体シミュレーションでは、過去に弱く一時的な棒構造が存在したが、現在はやや強い楕円形歪みに進化したことが、リングの形状と現在の低中心ガス含量を最もよく説明している。これは、AGNの過去のガス供給はあったが、現在は継続的な流入はないと示唆している。

ABSTRACT

We present CO(1-0) and CO(2-1) maps of the LINER galaxy NGC7217, obtained with the IRAM interferometer, at 2.4"x1.9" and 1.2"x0.8" resolution respectively. The nuclear ring (at r=12"=0.8kpc) dominates the CO maps, and has a remarkable sharp surface density gradient at its inner edge. The latter is the site of the stellar/Halpha ring, while the CO emission ring extends farther or is broader (500-600pc). This means that the star formation has been more intense toward the inner edge of the CO ring, in a thin layer, just at the location of the high gas density gradient. In the CO(2-1) map, a central concentration inside 3" coincides with a spiral dust lane, clearly seen in the HST V-I color image. N-body simulations including gas dissipation and star formation are performed to better understand the nature of the nuclear ring observed. In the best model, the gas content was higher in the recent past (having been consumed via star formation), and the oval/spiral formed were more self-gravitating (abridged).

研究の動機と目的

• 高分解能分子ガスマッピングを通じて、LINER銀河NGC 7217の核リングの起源を解明すること。
• リングの形状が強い長期間安定した棒構造によるものか、一時的で弱い楕円形歪みによるものかを特定すること。
• ガス含量と星形成がリングの形成およびAGN燃料供給の調節に果たす役割を評価すること。
• 観測されたCO線放出および運動学が、バルク支配型かディスク支配型の質量モデルと整合するかを検証すること。

提案手法

• CO(1-0)およびCO(2-1)線放出は、1.2–2.4角秒の分解能でIRAM Plateau de Bure干渉計を用いて観測された。
• COデータを用いてCO(2-1)/CO(1-0)線比を導出し、高温で光学的に厚い高密度ガスを示した。
• ガス散逸、星形成、フィードバックを含むN体シミュレーションを実施し、さまざまな質量モデル下でのディスク運動をモデル化した。
• 2つの極端な質量モデルをテストした：最大ディスク（棒形成型）と最小ディスク（バルク支配型）、ガス割合を観測された星形成率に一致させるように調整した。
• NGC 7217の回転曲線を解析し、ディスクと球状構造の質量寄与を区別し、棒の安定性を評価した。
• シミュレーションを観測されたCOの形状・運動学、およびCO、星の分布、Hαリングの空間的ずれを比較し、最良の適合シナリオを同定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 7217の核COリングの鋭い内縁を最もよく説明するのは、強い棒構造か、弱い一時的楕円形歪みか？
• RQ2 ガス含量と星形成の歴史が、核リングの形成および現在の状態にどのように影響したか？
• RQ3 LINER核が存在するにもかかわらず、中心部に顕著なCO放出がないのはなぜか？
• RQ4 バルク支配型質量モデルは、ディスク支配型モデルよりも観測されたリング形状および運動学をよりよく再現できるか？
• RQ5 過去のガス流入がAGNの燃料供給に果たした役割は何か？なぜ現在は継続的な燃料供給がないのか？

主な発見

• CO(1-0)およびCO(2-1)マップは、0.8 kpcの半径に鋭い内縁を持つ広がりのある円形核リングを明らかにした。リングの幅は500–600 pcにわたる。
• CO(2-1)/CO(1-0)線比は1に近い値を示し、リング内では高温で高密度、光学的に厚い分子ガスであることを示している。
• COリングの内縁は、星の分布とHαリングと一致しており、ガス密度勾配が最大となる場所で活発な局所的星形成が発生していることを示している。
• N体シミュレーションでは、バルク支配型モデルに加え、過去に弱い棒構造が存在し、初期ガス割合が高い場合にのみ、観測されたリング形状と低中心ガス含量を再現できた。
• シミュレーションは、リングがガス含量が高く、自己重力が強い状態で最近形成されたことを示しており、その後棒構造が弱まり、やや弱い楕円形歪みに進化したと示唆している。
• 現在の核への継続的燃料供給の証拠はない。代わりに、リング内部からガスが外向きに流れ出していることが示唆されており、AGNの燃料供給は最近（数Myr前）に起きたものであると考えられる。