[論文レビュー] Satellite Ecology: The Dearth of Environment Dependence

Frank C. van den Bosch, A. Pasquali+5 more|ArXiv.org|May 1, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 6被引用数 27

ひとこと要約

本研究では、スローンデジタルスカイサーベイ（Sloan Digital Sky Survey）の銀河団カタログを用いて、準原始銀河の性質を分析し、星の質量のみがそれらの平均色および凝縮度を決定することを明らかにした。環境依存性が強く期待されるにもかかわらず、準原始銀河は団の質量や半径にかかわらず、これらの性質に顕著な変化を示さない。これは、赤色で凝縮したシステムへの変容が、主に準原始化の瞬間に起こるのではなく、環境依存的なプロセスによって引き起こされるわけではないことを示唆している。

ABSTRACT

Using the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) galaxy group catalogue of Yang et al. (2007), we study the average colour and average concentration of satellite galaxies as function of (i) their stellar mass, (ii) their group mass, and (iii) their group-centric radius. We find that the colours and concentrations of satellite galaxies are (almost) completely determined by their stellar mass. In particular, at fixed stellar mass, the average colours and concentrations of satellite galaxies are independent of either halo mass or halo-centric radius. We find clear evidence for mass segregation of satellite galaxies in haloes of all masses, and argue that this explains why satellites at smaller halo-centric radii are somewhat redder and somewhat more concentrated. In addition, the weak colour and concentration dependence of satellite galaxies on halo mass is simply a reflection of the fact that more massive haloes host, on average, more massive satellites. Combining these results with the fact that satellite galaxies are, on average, redder and somewhat more concentrated than central galaxies of the same stellar mass, the following picture emerges: galaxies become redder and somewhat more concentrated once they fall into a bigger halo (i.e., once they become a satellite galaxy). This is a clear manifestation of environment dependence. However, there is no indication that the magnitude of the transformation (or its timescale) depends on environment; a galaxy undergoes a transition when it becomes a satellite, but it does not matter whether it becomes a satellite of a small (Milky Way sized) halo, or of a massive cluster. We discuss the implication of this `dearth' of environment dependence for the physical processes responsible for transforming satellite galaxies.

研究の動機と目的

• 準原始銀河の性質（色および凝縮度）が星の質量、団の質量、および団中心からの半径にどのように依存するかを調査すること。
• 団の質量や団内での位置といった環境要因が、準原始銀河の進化に顕著に影響を与えるかどうかを特定すること。
• ram圧ストリッピングや窒息（strangulation）といった変容メカニズムが環境に依存するかどうかを、さまざまな団の質量における銀河性質の分析を通じて検証すること。
• 中間質量の団における事前処理が、フィールドの準原始銀河と比較して、クラスターサブスレットの性質に顕著に影響を与えるかどうかを評価すること。
• 観測された環境依存的傾向が、直接的な環境効果ではなく、星の質量などの固有の銀河性質に起因しているかどうかを明確にすること。

提案手法

• Yangら（2007）のSDSS銀河団カタログを用いて、準原始銀河およびその母体となる団（ホール）を同定した。
• 星の質量、団の質量、および団中心からの半径を関数として、準原始銀河の平均u-g色（星形成歴の代理）および凝縮度（質量集積歴の代理）を測定した。
• 多変量統計解析を用いて、星の質量に起因する依存性と環境（団の質量および半径）に起因する依存性を分離した。
• 質量セグリゲーションを診断として用い、色および凝縮度の半径依存的傾向が、環境要因ではなく質量差に起因するかどうかを検証した。
• 星の質量および中心/準原始銀河の区別を制御した上で、クラスター、団、およびフィールドにおける準原始銀河の性質を比較した。
• 予想される環境依存性と観測データを比較することで、ram圧ストリッピング、窒息、ハラシオンといった代替的変容メカニズムの整合性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 星の質量とは独立して、準原始銀河の平均色がその母体となる団の質量に依存するか？
• RQ2 星の質量を一定に保った状態で、準原始銀河の凝縮度が団中心からの半径に顕著に依存するか？
• RQ3 銀河性質から推定されるように、ram圧ストリッピングや窒息といった環境プロセスの時間スケールや程度が、団の質量に応じて変化するか？
• RQ4 中間質量の団における事前処理が、フィールドの準原始銀河と比較してクラスターサブスレットの性質を支配的要因として果たすか？
• RQ5 観測された準原始銀河の色および凝縮度の傾向は、星の質量および中心/準原始銀河の区別によって完全に説明可能であり、環境依存性の残余は存在しないか？

主な発見

• 準原始銀河の平均色および凝縮度は、星の質量にほぼ完全に依存しており、星の質量を固定した状態で団の質量や団中心からの半径に顕著な依存性を示さない。
• より質量の大きな団に属する準原始銀河は、赤色で凝縮度が高いが、これは主に平均的な質量の大きさに起因する。これは環境効果ではなく、質量セグリゲーションの反映である。
• 銀河変容（例えば、星形成の抑制）の時間スケールや程度が環境に依存する証拠はない。銀河は、準原始化の瞬間に、母体となる団の質量に関係なく変容する。
• 観測された半径依存的傾向（中心に近いほど赤く凝縮度が高い）は、環境要因による強い作用ではなく、質量セグリゲーションによるものである。
• ram圧ストリッピングやハラシオンが支配的で、環境に依存する変容の主因であるという仮説は、観測データと矛盾する。これらが支配的であれば、団の質量や半径に強く依存するはずである。
• 中間質量の団における事前処理は、同じ星の質量を持つフィールド準原始銀河と比較して、クラスターサブスレットの性質に顕著な差を生じさせない。質量および中心/準原始銀河の区別を制御した後でも、環境要因の差は残らない。