[論文レビュー] Star formation history of early-type galaxies in low density environments

M. Longhetti, A. Bressan+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 2, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 8

ひとこと要約

本研究は、シェル銀河や相互作用対を含む低密度環境に位置する51個の初期型銀河の星形成歴を、Lickインデックスの測定値と理論的単一星族モデルとの比較によって調査した。特異銀河はHβ対[MgFe]平面上で通常の銀河と同様の年齢分布を示すが、一部の銀河は強いHβインデックスを示しており、特にシェル銀河や対系において、最近の相互作用によって引き起こされた二次的な星形成エピソードの兆候があることが示唆される。

ABSTRACT

In this paper we analyze the line-strength indices in the Lick-system measured by Longhetti et al. (1998a, b) for a sample of 51 early-type galaxies located in low density environments (LDE) and showing signatures of fine structures and/or interactions. The sample contains 21 shell-galaxies and 30 members of interacting pairs. Firstly we perform a preliminary comparison between three different sources of calibrations of the line strength indices, namely Buzzoni et al. (1992, 1994), Worthey (1992), Worthey et al. (1994) and Idiart et al. (1995), derived from stars with different effective temperature, gravity, and metallicity. Secondly, we discuss the properties of the galaxies in our sample by comparing them both with theoretical Single Stellar Populations (SSPs) and the {\sl normal} galaxies of the González (1993: G93) sample. The analysis is performed by means of several diagnostic planes. In the H$β$ vs. [MgFe] plane, which is perhaps best suited to infer the age of the stellar populations, the peculiar galaxies in our sample show nearly the same distribution of the {\sl normal} galaxies in the G93 sample. There is however a number of peculiar galaxies with much stronger H$β$. Does this mean that the scatter in the H$β$ vs. [MgFe] plane, of normal, shell- and pair-galaxies has a common origin, perhaps a secondary episode of star formation? We suggest that, owing to their apparent {\sl youth}, shell- and pair-galaxies should have experienced at least one interaction event after their formation. The explanation comes natural for shell- and pair-galaxies where the signatures of interactions are evident. It is more intrigued in {\sl normal} galaxies (perhaps other causes may concur).

研究の動機と目的

• 低密度環境に位置する初期型銀河、特に相互作用や細かな構造を示すものにおける星形成歴を理解すること。
• シェル銀河や相互作用対といった特異銀河が、最近の星形成エピソードを経験したかどうかを調査すること。
• G93サンプルの「通常の」銀河と比較して、特異銀河の線強度インデックスの違いを評価し、星族性質の差異を検討すること。
• 線強度インデックスの異なるキャリブレーション源（Buzzoniら、Worthey、Idiartら）の整合性を評価し、銀河の星族解釈への影響を検討すること。
• Hβ対[MgFe]のような診断平面における観測された散乱の共通の起源、たとえば二次的星形成に起因する可能性を検証すること。

提案手法

• 51個の低密度環境に位置する初期型銀河の統合スペクトルから測定されたLickシステムの線強度インデックス（Hβ、[MgFe]）を用いた。
• 星族性質の解釈における一貫性を評価するために、3つのキャリブレーション源（Buzzoniら（1992, 1994）、Worthey（1992）、Wortheyら（1994）、Idiartら（1995））を比較した。
• 理論的単一星族（SSP）モデルを適用して、観測されたインデックスを解釈し、年齢、金属量、星形成歴を推定した。
• 主な星族の年齢に敏感な診断平面（例：Hβ対[MgFe]）に銀河をマッピングした。
• 「通常の」初期型銀河を含むG93サンプルと比較して、特異銀河（シェル銀河および相互作用対）の星族性質の乖離を特定した。
• 一部の特異銀河に強く観測されたHβインデックスの意味を評価し、星形成の後続エピソードを示唆した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 低密度環境に位置する相互作用や細かな構造を示す初期型銀河は、最近の星形成の証拠を示すか？
• RQ2 Hβ対[MgFe]診断平面上での特異銀河の線強度インデックスは、通常の初期型銀河とどのように異なるか？
• RQ3 通常銀河、シェル銀河、対銀河の間で観測されたHβ対[MgFe]平面における散乱の原因は何か？
• RQ4 一部の特異銀河で観測された強いHβインデックスは、二次的星形成によって説明可能か？
• RQ5 線強度インデックスの異なるキャリブレーションが、星族性質の解釈にどの程度影響を及えるか？

主な発見

• 本調査に含まれる特異銀河（シェル銀河および相互作用対）は、G93サンプルの「通常の」銀河とほぼ同一のHβ対[MgFe]平面上の分布を示している。
• 特異銀河の一部は、[MgFe]値に対して予想されるよりも顕著に強いHβインデックスを示しており、初期型銀河としては通常より若い星族が存在することを示唆している。
• 通常銀河、シェル銀河、対銀河の間で観測されたHβ対[MgFe]平面における散乱は、共通の原因、例えば二次的星形成に起因する可能性がある。
• 一部の特異銀河に強いHβが観測される現象は、最近の相互作用によって銀河の初期形成後に星形成が引き起こされたという説明が最も自然である。
• 視覚的に相互作用の痕跡が明確に観察できるシェル銀河および対銀河では、最近の星形成の可能性は、銀河相互作用の動力学的モデルと整合的である。
• 解析は、少なくとも1回の相互作用が、星形成の主期の後に発生した可能性があるという仮説を支持しており、特に明確な形態的相互作用の兆候を示す系において顕著である。