[論文レビュー] Role of disk galaxies in the chemical enrichment of the intracluster medium

D. S. Wiebe, Б. М. Шустов+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 15, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 11

ひとこと要約

この論文は、銀河団内の物質（ICM）を重元素で豊かにする要因として、楕円銀河のみが寄与するとされる仮定に挑戦し、効率的な銀河風および放射駆動性ダスト放出のおかげで、ディスク（スパイラル）銀河も単位光度あたり同程度の寄与をしていることを示している。質量関数を統合した損失率を用いて、スパイラル銀河の有効な金属損失は楕円銀河と同等であることが示され、その全体的な寄与が少ないのは、銀河団内での数が少ないためである。

ABSTRACT

Elliptical galaxies are often assumed to be the primary source of heavy elements in the intracluster medium (ICM), with the contribution of other morphological types being negligible. In this paper we argue that a role of spiral galaxies in the chemical evolution of the ICM is also important. This statement rests upon our recent calculations of the heavy element loss from a disk galaxy through the hot steady-state galactic wind and dust grains expulsion by stellar radiation pressure. We show that a typical disk galaxy is nearly as effective in enriching the ICM as an elliptical galaxy of the same mass. Having estimated the oxygen and iron loss from a single galaxy, we integrate them over the galactic mass spectrum. We show that the "effective" loss (per unit luminosity) from spiral galaxies is comparable to the loss from ellipticals. The dominant role of early-type galaxies in rich clusters is caused by that they outnumber spirals.

研究の動機と目的

• 銀河団内の物質（ICM）を重元素で豊かにするという、楕円銀河の支配的役割を再評価すること。
• 銀河風およびダスト排出メカニズムを通じて、ディスク（スパイラル）銀河がICMの化学的豊かさに果たす寄与を定量化すること。
• スパイラル銀河と楕円銀河の単位光度あたりの有効金属損失を比較すること。
• 銀河質量関数全体にわたり金属損失を統合し、総合的な豊かさの潜在的寄与を評価すること。

提案手法

• 定常状態の銀河風モデルを用いて、ディスク銀河からの重元素（酸素および鉄）損失を計算すること。
• ダスト粒子への放射圧の効果を組み込み、ダスト放出効率を推定すること。
• 初期質量関数を用いて、銀河質量スペクトル全体にわたり金属損失を統合すること。
• スパイラル銀河と楕円銀河の単位光度あたりの有効金属損失を比較すること。
• 銀河質量、光度、金属産出量との間の経験的スケーリング関係を適用すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ディスク銀河は、銀河団内の物質（ICM）の化学的豊かさにどの程度寄与しているか？
• RQ2 単位光度あたりの金属損失効率として、スパイラル銀河の効率は楕円銀河と比べてどの程度か？
• RQ3 銀河質量関数全体にわたり、ディスク銀河からの金属産出量はどのように統合されるか？
• RQ4 銀河風および放射駆動性ダスト放出は、スパイラル銀河の総合的金属出力にどのように影響を与えるか？

主な発見

• 同じ質量のスパイラル銀河と楕円銀河は、酸素および鉄の損失率が同等であり、単位質量あたりの豊かさの効率が同じであることを示している。
• 銀河質量関数全体にわたり統合した結果、スパイラル銀河の単位光度あたりの有効金属損失は、楕円銀河と同等であることが示された。
• 初期型銀河が銀河団ICMの豊かさに支配的である主な理由は、その高い数密度に起因しており、単位銀河あたりの豊かさ効率が優れているためではない。
• ダスト粒子への放射圧が、ディスク銀河からの金属放出を顕著に増強しており、これがその全体的な豊かさの潜在的寄与に寄与している。