[論文レビュー] Molecular gas in the galaxy cluster Abell 262. CO observations of UGC 1347 and other galaxies of the cluster

Thomas Bertram, A. Eckart+3 more|arXiv (Cornell University)|Oct 18, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 36被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、12個の銀河におけるCO(1-0)ライン観測とUGC 1347の高分解能干渉計測定を用いて、アベル262銀河クラスタ内の分子ガス不足を調査した。クラスターコアにおける間接的証拠として、HIストリッピングと関連する分子ガスおよびダストの不足が示され、予測される100 µmフラックスの低下（約1.1 Jy）は、原子ガスおよび分子ガスの不足の組み合わせと整合的である。

ABSTRACT

We present millimeter CO line emission observations of 12 galaxies within the Abell 262 cluster, together with L_FIR data, in the context of a possible molecular gas deficiency within the region of the cluster center. Several indications of the presence of such a deficiency are highlighted and connected to a model of cirrus-like cloud stripping. The model predicts a drop in the average 100 micron flux density of galaxies in the core of the cluster compared to the average 100 micron flux density in the outer regions, which is actually indicated in the IRAS data of the cluster members. This drop is explained by the decrease in the total hydrogen column density N(H) and, therefore, also includes a decrease in the molecular gas content. In addition to results for the global CO content of the galaxy sample, high-resolution interferometric CO(1-0) observations of one of the cluster members, UGC 1347, exemplify the spatial distribution of the molecular gas in a galaxy of the cluster. With these observations, it was possible to confirm the existence of a bright off-nuclear CO-emission source and to derive molecular masses and line ratios for this source and the nucleus.

研究の動機と目的

• アベル262クラスタ内の銀河、特にクラスターコアにおける分子ガス不足の有無を調査すること。
• 分子ガス含量（CO放射によって示される）とクラスターセンターよりの距離との関係を検討すること。
• 高分解能干渉計測定を用いて代表的クラスタ成員であるUGC 1347における分子ガスの空間的分布を分析すること。
• HI不足が、シルラス雲ストリッピングモデルによって予測されるように、分子ガスおよびダストの不足を伴う可能性を検証すること。
• 原子ガス（HI）および分子ガス（H2）の不足が、クラスターコアで観測された100 µmフラックス密度の低下にどの程度寄与しているかを定量すること。

提案手法

• 単一アンテナ電波望遠鏡を用いて、アベル262の12個の銀河に対してミリ波帯のCO(1-0)ライン放射を観測し、全般的な分子ガス含量を測定した。
• UGC 1347に対して高分解能干渉計CO(1-0)観測を実施し、分子ガスの空間的分布をマッピングし、非核領域の源を同定した。
• IRASの100 µmフラックス密度データを用いてダスト放射の傾向を評価し、クラスターセンターよりの距離と相関をとった。
• de Vriesら（1987）のシルラス雲モデルを適用し、クラスターコアにおける水素列密度の低下に起因する100 µmフラックス密度の低下を予測した。
• HIDEF比較サンプルデータを用いて、原子ガス（HI）および分子ガス（H2）の不足が100 µmフラックス低下に与える寄与を計算した。
• IRASバンドにおける色-色図を分析し、シルラス様の放射を特定し、星形成と拡散ダストの役割を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アベル262クラスタの中心部に位置する銀河は、外縁部に比べて測定可能な分子ガス含量の不足を示しているか？
• RQ2 クラスターコアにおける100 µmフラックス密度の低下が、シルラス雲ストリッピングモデルによって予測されるガスストリッピングに起因するものと一致するか？
• RQ3 UGC 1347における分子ガスの空間的分布はどのようになっており、局所的な星形成の増強や非対称なガス噴流の兆候を示しているか？
• RQ4 原子ガスおよび分子ガスの不足が、アベル262銀河における観測された100 µmフラックス欠損にどの程度寄与しているか？
• RQ5 アベル262銀河におけるHI不足が、環境によるストリッピング機構によって誘発される可能性のある分子ガス不足と因果関係にあると見なせるか？

主な発見

• 1アベル半径圏内に位置するアベル262の核心部銀河は、COライン放射およびFIRランクの低下傾向を示しており、分子ガス不足を示唆している。
• クラスターコアにおける100 µmフラックス密度の中央値低下（約1.1 Jy）は、シルラス雲ストリッピングモデルの予測と整合的である。
• 分子ガス不足による100 µmフラックス低下への寄与は0.26 ± 0.14 Jy、原子ガス不足による寄与は0.68 +1.58/-0.55 Jyと推定された。
• UGC 1347の高分解能CO(1-0)観測により、核の南に明るい非核領域CO放射源が確認され、局所的なガス濃集を示している。
• 非核領域源のドップラー速度プロファイルは、円盤回転曲線から逸脱しており、非対称なガス拡張または噴流の可能性を示唆し、星形成の増強と整合的である。
• 色-色図の結果、多くのコア銀河はシルラス様FIR色を示したが、60/100 µm比が高い少数の銀河は、星形成の寄与が顕著である可能性を示唆した。