[論文レビュー] Spot the difference. Impact of different selection criteria on observed properties of passive galaxies in zCOSMOS 20-k sample

M. Moresco, L. Pozzetti+51 more|arXiv (Cornell University)|May 6, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 5被引用数 48

ひとこと要約

本研究では、zCOSMOS-20k調査において6つの被動銀河選別基準を評価し、赤方偏移および星の質量の範囲で、混入度、形態的性質、星形成活動を比較した。赤く被動的な早期型銀河基準が最も純度の高いサンプルをもたらした（log(M/M☉) > 10.25で混入率 <10%）。一方、形態的選別は最大65%の混入を示し、高赤方偏移調査（例：Euclid）において星の質量カットがサンプル純度を向上させる上で極めて重要な役割を果たすことが明らかになった。

ABSTRACT

We present the analysis of photometric, spectroscopic, and morphological properties for differently selected samples of passive galaxies up to z=1 extracted from the zCOSMOS-20k spectroscopic survey. This analysis intends to explore the dependence of galaxy properties on the selection criterion adopted, study the degree of contamination due to star-forming outliers, and provide a comparison between different commonly used selection criteria. We extracted from the zCOSMOS-20k catalog six different samples of passive galaxies, based on morphology, optical colors, specific star-formation rate, a best fit to the observed spectral energy distribution, and a criterion that combines morphological, spectroscopic, and photometric information. The morphological sample has the higher percentage of contamination in colors, specific star formation rate and presence of emission lines, while the red &amp; passive ETGs sample is the purest, with properties mostly compatible with no star formation activity; however, it is also the less economic criterion in terms of information used. The best performing among the other criteria are the red SED and the quiescent ones, providing a percentage of contamination only slightly higher than the red &amp; passive ETGs criterion (on average of a factor of ~2) but with absolute values of the properties of contaminants still compatible with a red, passively evolving population. We also provided two revised definitions of early type galaxies based on restframe color-color and color-mass criteria, that better reproduce the observed bimodalities. The analysis of the number densities shows evidences of mass-assembly downsizing, with galaxies at 10.25

研究の動機と目的

• zCOSMOS-20k調査における被動銀河の観測的性質に及ぼすさまざまな選別基準の影響を評価すること。
• さまざまな選別手法における星形成銀河または非被動銀河による混入度を定量化すること。
• 混入を最小限に抑えつつデータ効率を最大化するのに最も効果的で経済的な選別基準を特定すること。
• 色-質量図および色-色図に基づいた、観測された銀河性質の二重性をよりよく反映する修正された選別基準を提示すること。

提案手法

• 6つの異なる被動銀河サンプルを抽出した：形態的（早期型）、赤準拠、赤UVJ、静穏（sSFRに基づく）、赤SED（スペクトルエネルギー分布のフィット）、赤く被動的なETG（統合基準）。
• 赤方偏移および星の質量の階層に応じて、光学的・赤外色、形態的パラメータ、特有星形成率（sSFR）、および発光線の等価幅（EW）を分析した。
• スタックされた中央スペクトルを用いて、混入物の残存星形成活動を評価し、発光線のEWを継続的星形成の診断指標とした。
• 分析は2つの赤方偏移階層（z ≤ 0.5 および z > 0.5）および3つの星の質量階層（log(M/M☉) < 10.25、10.25 < log(M/M☉) < 10.75、log(M/M☉) > 10.75）で実施した。
• 被動サンプルの数密度を測定し、質量積み上げのダウンサイズ化および進化傾向を検討した。
• 色-質量図および色-色図に基づいた、星形成銀河からの混入を低減する修正された選別基準を提案した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 zCOSMOS-20kサンプルにおいて、さまざまな被動銀河選別基準における星形成銀河の混入度はどのように変化するか？
• RQ2 各選別手法について、混入度が星の質量および赤方偏移にどのように依存するか？
• RQ3 どの選別基準が、データ効率を保ちながらも最も純度の高い被動銀河サンプルを提供するか？
• RQ4 さまざまな基準において、混入物の観測的性質（色、sSFR、発光線）は、被動銀河の定義とどのように異なるか？
• RQ5 色-質量図および色-色図に基づいた修正された選別基準は、混入を低減し、観測された銀河性質の二重性をよりよく反映できるか？

主な発見

• 赤く被動的な早期型銀河基準が最も純度の高いサンプルをもたらし、log(M/M☉) > 10.25の銀河では、光学的およびIRAC色において混入率が10%未満であった。
• 形態的選別基準は最大65%の混入を示し、赤準拠上にない銀河が最大65%、かつ被動基準より25倍も高いsSFR値を示す銀河が最大80%に達した。
• 星の質量が log(M/M☉) > 10.75 の場合、すべての基準で混入率が顕著に低下しており、質量カットがサンプル純度を向上させることが示唆された。
• 赤SEDおよび静穏基準は、赤く被動的なETG基準とほぼ同等の性能を示し、混入率は約2倍高いが、依然として被動銀河集団と整合的であった。
• 数密度の進化から、質量積み上げのダウンサイズ化が示され、最も質量の大きなETG（log(M/M☉) > 11）はすでにz ≈ 1で存在していたのに対し、低質量集団はz = 1からz = 0.2にかけてより強く進化した。
• 色-質量図および色-色図に基づいた修正された選別基準を提案し、観測された二重性をよりよく捉え、星形成銀河からの混入を低減した。