[論文レビュー] Probing the Age of Elliptical Galaxies

A. Bressan, C. Chiosi+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 7, 1996

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、バンディス色およびスペクトルインデックスを用いて、楕円銀河の年齢と金属量を分離可能かどうかを調査する。ガス降着と銀河風を含む化学的・光度的・スペクトロスコピックモデルを用いて、著者らはHβ、[MgFe]、ドレープ速度分散、およびUV（1550–V）色を組み合わせることで、年齢の決定が安定的に行えることを示している。モデルが観測データと最もよく一致するのは、銀河風が含まれている場合である。

ABSTRACT

In this paper we address the question whether age and metallicity effects can be disentangled with the aid of the broad-band colours and spectral indices from absorption feature strengths, so that the age of elliptical galaxies can be inferred. The observational data under examination are the indices Hbeta and [MgFe], and the velocity dispersion Sigma for the sample of galaxies of Gonzales (1993), supplemented by the ultra-violet data, i.e. the colour (1550-V), of Burstein et al. (1988). The analysis is performed with the aid of chemo-spectro-photometric models of elliptical galaxies with infall of primordial gas (aimed at simulating the collapse phase of galaxy formation) and the occurrence of galactic winds. The galaxy models are from Tantalo et al. (1995).

研究の動機と目的

• 楕円銀河における年齢と金属量の効果が、光度的および分光的データを用いて分離可能かどうかを特定すること。
• Hβや[MgFe]などの広帯域色および吸収ラインインデックスから導かれる年齢推定の信頼性を評価すること。
• 銀河形成モデルにおける銀河風およびガス降着の、楕円銀河のスペクトル的性質の進化に与える影響を調査すること。
• 観測データ（Bursteinら（1988）のUV（1550–V）色およびGonzales（1993）のドレープ速度分散）と照らし合わせて、モデルの予測を検証すること。

提案手法

• Tantaloら（1995）に基づく、ガス降着および銀河風を含む楕円銀河の化学的・分光的・光度的モデルを用いる。
• 異なる金属量と年齢における広帯域色およびスペクトルインデックス（Hβ、[MgFe]）の予測を行う。
• モデルの予測を観測データと比較する：Gonzales（1993）のHβおよび[MgFe]インデックス、ドレープ速度分散（σ）、およびBursteinら（1988）のUV（1550–V）色。
• 観測データとモデルを比較して、最良の年齢および金属量を特定するためのχ²最小化手法を適用する。
• 風効率や降着 timescale などのモデルパラメータを変化させ、年齢と金属量のデゲネラシーに与える影響を評価する。
• 外部表（表4）を用いて、モデルの予測値と観測値を比較して提示する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 楕円銀河の年齢と金属量は、広帯域色およびスペクトルインデックスを用いて信頼性高く分離可能か？
• RQ2 銀河形成モデルにおける銀河風の有無が、予測されるスペクトル的性質および年齢推定にどの程度影響を与えるか？
• RQ3 モデルの予測は、観測されたHβ、[MgFe]、ドレープ速度分散、およびUV（1550–V）色データとどの程度一致するか？
• RQ4 UVデータ（1550–V）を含めることは、楕円銀河における年齢-金属量デゲネラシーを解消するために不可欠か？
• RQ5 初期期銀河における年齢決定に最適な観測量の組み合わせ（色およびインデックス）は何か？

主な発見

• モデルに銀河風を含めることで、観測データとのフィットが著しく向上し、特にUV（1550–V）色において顕著である。
• 風を含むモデルは、風なしモデルよりも観測されたHβおよび[MgFe]インデックスをより正確に再現し、年齢-金属量デゲネラシーを低減する。
• Hβ、[MgFe]、ドレープ速度分散（σ）、および（1550–V）色の組み合わせにより、銀河の年齢が安定した制約を受ける。年齢推定値は、異なる観測量間で一貫している。
• 最良のフィットモデルは、楕円銀河が古く、金属量および風パラメータに応じて中央値で約10–12 Gyrの星族を有すると示唆している。
• UVデータを含めることで、年齢-金属量デゲネラシーは顕著に低減され、（1550–V）色が若年星族に敏感であるためである。
• モデルの結果は、観測されたHβおよび[MgFe]インデックスの散らばりが、年齢と金属量の変動によってよく説明でき、風効率が観測された色-等級関係の形状を決定づける重要な役割を果たしていることを示している。