[論文レビュー] On the buildup of massive early-type galaxies at z

M. C. Eliche‐Moral, M. Prieto+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 2, 2010

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、銀河質量のダウンサイズ現象と階層的合体を調停するために、z ≲ 1における質量の大きな初期型銀河（mETGs）が、z ∼ 1の前身から受動的進化したのではなく、その後に広範な主要合体（特に湿ったおよび混合合体）を経験したことを示している。モデルは、z ∼ 1におけるmETGsの約87%がガス貧困の前身であったことを示し、特に乾燥合体が、過去8 Gyrにわたり局所のmETGsの星族質量の約35%を寄与したことを示している。

ABSTRACT

Hierarchical models predict that present-day massive early-type galaxies (mETGs) have finished their assembly at a quite late cosmic epoch (z~0.5), conflicting directly with galaxy mass-downsizing. In Eliche-Moral et al. (2010), we presented a semi-analytical model that predicts the increase by a factor of ~2.5 observed in the number density of mETGs since z~1 to the present, just accounting for the effects of the major mergers strictly-reported by observations. Here, we describe the relative, coordinated role of wet, mixed, and dry major mergers in driving this assembly. Accordingly to observations, the model predicts that: 1) wet major mergers have controlled the mETGs buildup since z~1, although dry and mixed mergers have also contributed significantly to it; 2) the bulk of this assembly takes place during the ~1.4 Gyr time-period elapsed at 0.7

研究の動機と目的

• 質量の大きな銀河が初期に形成されるという観測された銀河質量のダウンサイズ現象—これは、質量の大きなETGの後期的合体を予測する階層的モデルと対立する。
• z ≲ 1以降の質量の大きな初期型銀河（mETGs）の構築において、湿った、混合、乾燥の主要合体が果たす協調的役割を調査する。
• 観測された合体率のみを用いて、z ∼ 1から現在にかけてのmETGsの数密度の進化を説明する。
• 最後の主要合体に特定の合体タイプを割り当てることで、E型およびS0-S0a型銀河の局所的な形態的および運動学的分率を再現する。

提案手法

• z ∼ 1からz ∼ 0までの観測された合体率を用いて、mETGの構築を追跡する半アナリティカルモデルを開発する。
• 観測された合体特性とガス分率に基づき、湿った（ガス豊富）、混合（中間）、乾燥（ガス貧困）に分類された主要合体を定義する。
• 観測データから導出された時間依存の合体率を適用して、mETGの数密度の進化をシミュレートする。
• 合体後の抑制時間（0.5–1 Gyr）を考慮し、合体残骸が青クラウドから赤シーケンスへ移行するのをモデル化する。
• z ≲ 0.7で観測された主要合体率の低下を用いて、z ∼ 0.7以降のmETG構築の停止をモデル化する。
• 局所のmETG分率（E対S0-S0a）、運動学的特性（急速回転対遅速回転）および星族質量の増加を観測データと照合して、モデルの妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 湿った、混合、乾燥の主要合体が、z ∼ 1から現在にかけて観測されたmETGの数密度の増加にどれほど寄与しているか。
• RQ2 階層的モデルが予測するmETGの後期的合体が、銀河質量のダウンサイズ現象とどのように調和できるか。
• RQ3 過去8 Gyrにわたり、現在のmETGsの何パーセントがガス貧困（乾燥）の主要合体を経験しており、それが星族質量の増加にどのように影響するか。
• RQ4 最後の主要合体タイプ（湿った、混合、乾燥）が、局所で観測された急速回転のディスク型と遅速回転のボックス型楕円銀河の分率をどのように説明できるか。
• RQ5 z ∼ 1で観測されたmETGsは、現在のmETGsの真の前身であるのか、それともガス貧困の合体の前身にすぎないのか。

主な発見

• z ∼ 1に存在するmETGsの少なくとも約87%（90%信用区間：67–110%）は、現在のmETGsの直接的な受動的子孫ではなく、ガス貧困の合体の前身である。
• z ∼ 1以降の主要合体は、赤シーケンスの質量の大きな領域の星族質量を2倍に増加させ、そのうち約35%が過去約8 Gyrの間の乾燥合体による質量吸収に起因する。
• mETGの大部分の構築は、0.7 < z < 1の狭い赤方偏移窓（約1.4 Gyr）に集中しており、その後は観測された合体率の低下により、プロセスは実質的に停止する。
• モデルは、z ∼ 1以降に、1つの局所のL > L*銀河あたり、約0.35件の湿った、約0.20件の混合、約0.10件の乾燥の主要合体が発生したと予測している。また、1つの局所のmETGあたり約1.8件の主要合体が発生したと予測している。
• z ∼ 1における主要合体の数は、現在のL > L*銀河の数の約35%に相当し、そのうち約20%が湿った、約10%が混合、約5%が乾燥の合体である。
• 乾燥主要合体は、z ∼ 1のmETGの約15%、z ∼ 0.8の約10%、z ∼ 0.7の約5%をmETG集団から除去しており、mETG進化におけるその重要な役割を示している。