[論文レビュー] Starbursts in barred spiral galaxies. V. Morphological analysis of bars

S. Chapelon, T. Contini+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 11, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、CCD画像を用いて125個のバーディスクラークス銀河のバー構造を分析し、バー強度（軸比で測定）が形態的タイプ、核活動、表面輝度とどのように相関するかを調査した。主な発見では、初期型バーディスクラークス銀河（SBbcおよびそれ以前）は、活動性の有無に関わらず均一に強いバーを持つが、後期型の通常銀河は弱く短いバーを示す。一方、後期型の活動的銀河は、より長く強く、バーを持つ。これは初期型と後期型のバーが別個の進化経路をたどっている可能性を示唆している。

ABSTRACT

We have measured the bar lengths and widths of 125 barred galaxies observed with CCDs. The dependence of bar strength (identified with bar axis ratio) on morphological type, nuclear activity, central and mid-bar surface brightness is investigated. The properties of the bars are best explained if the sample is divided into early- (< SBbc) and late-type galaxies, and into active (starburst, Seyfert or LINER) and normal galaxies. We find that galaxies with very long bars are mostly active and that normal late-type galaxies have a distinct behavior from the three other groups of galaxies. We confirm earlier findings that active late-type galaxies tend to have both stronger and longer bars than normal ones. An important result of this paper is that early-type galaxies do not share this behavior : they all tend to have strong bars, whether they are active or not. We also find correlations between bar strength and relative surface brightness in the middle and at the edge of the bar, which are not followed by normal late-type galaxies. These results are interpreted in the light of recent numerical simulations and paradigms about galaxy evolution. They suggest that normal late-type galaxies represent the first stage of galaxy evolution, and that bars in early- and late-type galaxies do not have the same properties because they have a different origin.

研究の動機と目的

• バーディスクラークス銀河におけるバー強度と形態的タイプの関係を調査すること。
• 核活動（星形成暴走、Seyfert、LINER）がバーの長さや軸比といったバー特性に与える影響を検討すること。
• バー中心、中間部、端における表面輝度とバー強度の相関関係を調査すること。
• 形態的タイプにかかわらず、活動的銀河と通常銀河の間でバー構造が顕著に異なるかを特定すること。
• 銀河進化モデルおよび数値シミュレーションの観点から、結果を解釈すること。

提案手法

• 125個のバーディスクラークス銀河の高解像度CCD画像からバーの長さと幅を測定した。
• 形態的タイプ（初期型：SBbcおよびそれ以前、後期型：それ以降）と核活動（活動的 vs. 通常）で銀河を分類した。
• バーの強度を、標準的なバーの顕著さの指標として、短軸と長軸の比（軸比）で定量化した。
• バー中心、バーの中間部、バーの端における表面輝度プロファイルを分析し、相対的な輝度変動を評価した。
• 初期型および後期型のサブグループ内において、活動的銀河と通常銀河の間で統計的比較を実施した。
• 最新の数値シミュレーションおよび銀河進化のパラダイムと統合し、形態的差異を解釈した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 バーディスクラークス銀河において、バー強度（軸比）は形態的タイプによってどのように変化するか？
• RQ2 活動的銀河（星形成暴走、Seyfert、LINER）は、通常銀河よりも系統的に長く強くバーを持つのか？
• RQ3 バーの径方向位置（バー中心、中間部、端）におけるバー強度と表面輝度の間に相関関係があるか？
• RQ4 初期型と後期型のバーディスクラークス銀河は、バー構造に基づいて異なる進化経路をたどるのか？
• RQ5 観測されたバー特性は、異なる銀河タイプにおけるバーの起源と進化に何を示唆するか？

主な発見

• 初期型バーディスクラークス銀河（SBbcおよびそれ以前）は、核活動の有無に関わらず、すべて強いバーを持つ。これは、これらのシステムではバー強度が活動性の影響を顕著に受けていないことを示唆している。
• 後期型の通常銀河は、活動的後期型銀河と比較して顕著に弱く短いバーを持つ。一方、活動的後期型銀河は、より長く強く、バーを持つ。
• 活動的後期型銀河は、通常の対照群と比較して一貫して強く長く、バーを持つ。これは、星形成暴走やAGNに影響を受ける系でバー強度が増強されるという、先行研究の結果を確認している。
• 初期型銀河および活動的後期型銀河では、バー強度とバーの中間部および端部の表面輝度との間に相関関係が認められるが、通常の後期型銀河ではその相関関係は認められない。
• 通常の後期型銀河の特異な挙動は、他のバーディスクラークス系とは異なる進化段階を示している可能性を示唆している。
• 結果から、初期型銀河のバーと後期型銀河のバーは、起源が異なる可能性があり、初期型のバーはより安定的でバルジ支配構造に内在的であるのに対し、後期型のバーは一時的であり、継続的な星形成や核活動の影響を受ける可能性があると示唆される。