[論文レビュー] Spectro-photometric Evolution of Elliptical Galaxies. II. Models with infall

R. Tantalo, C. Chiosi+2 more|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 1996

Impact of Light on Environment and Health被引用数 7

ひとこと要約

本論文では、初期ガスの降着、ダークマター・ハロー、および超新星および大質量星からの銀河風を含む、楕円銀河の化学的・スペクトル的・光度的モデルを提示する。これらのモデルは、色-等級関係、UV過剰、Mg2–(1550–V)関係、M/Lb傾向、およびバンド幅色を的確に再現しており、観測された楕円銀河の性質と一致させるために降着とフィードバックが不可欠であることを示している。

ABSTRACT

In this paper we present new chemo-spectro-photometric models of elliptical galaxies in which infall of primordial gas is allowed to occur. They aim to simulate the collapse of a galaxy made of two components, i.e. luminous material and dark matter. The mass of the dark component is assumed to be constant in time, whereas that of the luminous material is supposed to accrete at a suitable rate. They also include the effect of galactic winds powered by supernova explosions and stellar winds from massive, early-type stars. The models are constrained to match a number of properties of elliptical galaxies, i.e. the slope and mean colours of the colour-magnitude relation (CMR), V versus (V--K), the UV excess as measured by the colour (1550--V) together with the overall shape of the integrated spectral energy distribution (ISED) in the ultraviolet, the relation between the Mg2 index and (1550--V), the mass to blue luminosity ratio M/Lb as a function of the B luminosity, and finally the broad-band colours (U--B), (B--V), (V--I), (V--K), etc.

研究の動機と目的

• ガス降着とダークマター・ハローを含む、自己一貫性のある化学的・スペクトル的・光度的モデルを、楕円銀河のための開発すること。
• 初期ガスの降着が、楕円銀河のスペクトル的・光度的進化に与える影響を調査すること。
• 色-等級関係、UV過剰、Mg2–(1550–V)関係、質量-光度比といった、主要な観測的制約を再現すること。
• 超新星および大質量星による銀河風が、銀河進化に果たす役割を検証すること。

提案手法

• ガス降着による時間変動する質量を持つ光度物質と、固定されたダークマター・ハローからなる二成分系として銀河形成をモデル化する。
• Salpeter初期質量関数を用いた星団合成法により、スペクトルエネルギー分布を計算する。
• Type II超新星および大質量星からの風に起因する銀河風を組み込み、エネルギーおよび質量損失率を観測に合わせてキャリブレーションする。
• 金属量と光度の時間的変化を追跡する化学進化方程式を用いて、系を進化させる。
• 観測データとモデル出力を比較する：CMRの勾配と平均色、(1550–V)色におけるUV過剰、Mg2–(1550–V)関係、M/LbとBバンド光度の関係、およびバンド幅色（U–B）、(B–V)、(V–I)、(V–K)。
• 観測の制約に一致させるために、降着率および風パラメータを調整し、表形式のデータファイル（tab2_infall, tab5_infall）を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ガス降着の導入が、楕円銀河のスペクトル的・光度的進化にどのように影響を与えるか？
• RQ2 降着と銀河風を含むモデルは、色-等級関係の観測された勾配と平均色を再現できるか？
• RQ3 降着とフィードバックは、楕円銀河におけるUV過剰および統合スペクトルエネルギー分布の形状をどの程度説明できるか？
• RQ4 Mg2インデックスと(1550–V)色の観測された関係は、どの程度モデルで再現できるか？
• RQ5 このようなモデルにおいて、Bバンド光度の関数として予測される質量-青光度比M/Lbの進化はいかなるものか？

主な発見

• モデルは、観測された色-等級関係の勾配と平均色を1σの誤差範囲内で的確に再現している。
• ガス降着と銀河風の導入により、特に(1550–V)色において観測と整合するUV過剰が得られている。
• Mg2インデックスと(1550–V)の間の観測された関係が再現されており、金属量と年齢のトレンドが適切に反映されている。
• Bバンド光度の関数として予測されたM/Lb比は観測のトレンドと一致しており、モデルの自己一貫性を支持している。
• 全範囲の銀河光度にわたり、バンド幅色（U–B）、(B–V)、(V–I)、(V–K)が良好に再現されている。
• モデル出力は表形式（tab2_infall, tab5_infall）で提供されており、観測結果との直接比較が可能である。