[論文レビュー] Statistics and properties of HII regions in a sample of grand design galaxies I. Luminosity functions

M. Rozas, J. E. Beckman+1 more|arXiv (Cornell University)|Sep 11, 1995

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 7

ひとこと要約

本研究は、4つのグランドデザイン済みスパイラル銀河（NGC 157、NGC 3631、NGC 6764、NGC 6951）の高解像度Hα画像を提示し、HII領域の性質を分析する。全銀河ディスク、およびスパイラル腕と間腕領域に別々に、輝度関数を構築した。その結果、3つの銀河では、腕領域と間腕領域の両方で輝度関数の勾配が一貫しており、両領域で同様の質量星形成プロセスが進行していることが示唆された。

ABSTRACT

We present new high quality continuum-subtracted H alpha images of the grand-design galaxies NGC 157, NGC 3631, NGC 6764 and NGC 6951. We have determined the positions, angular sizes, and fluxes of their individual HII regions, and describe statistical properties of the HII region samples. We construct luminosity functions for all the HII regions in the disc and separately for arm and interarm zones for each galaxy. The slopes of the luminosity functions for the complete sample agree well with values published for other spiral galaxies of comparable morphological type. For three galaxies we determined the slopes of the luminosity functions for the spiral arm and interarm zones separately. We find that for NGC 157, NGC 3631, and NGC 6951 these slopes are equal within the errors of determination. We compare our results to those found from earlier work, specifically for M51 and NGC 6814, and discuss implications for massive star forming processes.

研究の動機と目的

• 高品質なHαイメージングを用いて、グランドデザインスパイラル銀河内のHII領域の統計的性質を調査すること。
• 銀河のディスク、スパイラル腕、間腕領域に別々にHII領域の輝度関数を特定すること。
• 腕領域と間腕領域における輝度関数の勾配を比較し、質量星形成効率の差を評価すること。
• 同様の形態的タイプを有する他のスパイラル銀河におけるHII領域の性質と比較し、グランドデザイン銀河内のHII領域の性質が一致するかを評価すること。
• M51およびNGC 6814に関する先行研究と比較することで、質量星形成プロセスへの含意を検討すること。

提案手法

• 高解像度の観測技術を用いて、4つのグランドデザイン銀河の連続体差し引きHα画像を取得した。
• Hα画像から個々のHII領域の位置、角度サイズ、および放射束を特定・測定した。
• 各銀河について、全ディスクおよび別々の腕領域・間腕領域における輝度関数を構築した。
• 腕領域および間腕領域における輝度関数の勾配を計算し、星形成活動の比較を行った。
• 統計的分析を用いて、領域間における輝度関数勾配の差の有意性を評価した。
• M51およびNGC 6814に関する先行研究と比較することで、結果を広範な銀河的HII領域統計の文脈に位置づけた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 グランドデザイン銀河におけるHII領域の輝度関数は、スパイラル腕と間腕領域で異なる勾配を示すか？
• RQ2 本サンプルのHII領域の輝度関数は、同様の形態的タイプを有する他のスパイラル銀河のものとどのように比較できるか？
• RQ3 グランドデザイン銀河において、スパイラル腕と間腕領域の間で質量星形成率に顕著な差があるか？
• RQ4 NGC 157、NGC 3631、NGC 6764、NGC 6951におけるHII領域の統計的性質は、M51およびNGC 6814で観測されたものと一致するか？
• RQ5 輝度関数の勾配は、異なる銀河的環境における質量星形成の効率性と分布に何を示唆するか？

主な発見

• 4つの銀河の全ディスクにおける輝度関数の勾配は、同様の形態的タイプを有する他のスパイラル銀河で報告された値と一貫している。
• NGC 157、NGC 3631、およびNGC 6951において、スパイラル腕領域と間腕領域における輝度関数の勾配は、測定誤差の範囲内で統計的に区別できない。
• 分析した3つの銀河において、腕領域と間腕領域の間でHII領域の輝度分布に顕著な差は認められなかった。
• 結果から、グランドデザイン銀河における質量星形成プロセスは、スパイラル腕と間腕領域の両方で同様に効率的に行われていることが示唆された。
• これらの発見は、グランドデザインスパイラル銀河におけるHII領域の性質が、他のスパイラル銀河と一貫しており、星形成の一般的なモデルを強化していることを支持する。
• 本研究は、グランドデザインスパイラル銀河の異なる銀河的構造において、HII領域の輝度分布が一様であるという実証的根拠を提供している。