[論文レビュー] Stellar populations of galaxies in the ALHAMBRA survey up to $z \sim 1$. II. Stellar content of quiescent galaxies within the dust-corrected stellar mass$-$colour and the $UVJ$ colour$-$colour diagrams

L. A. Díaz-García, A. J. Cenarro+28 more|arXiv (Cornell University)|Nov 28, 2017

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 123被引用数 13

ひとこと要約

本研究では、赤方偏移 $z \sim 1$ までにわたるALHAMBRA調査における停止銀河の星族を、ダスト補正済みの星質量–色図および $UVJ$ 色–色図を用いて分析した。BC03星族合成モデルを適用し、Fitzpatrick (1999) および Calzetti (2001) の法則を用いてダスト減光を補正することで、停止銀河が質量加重平均年齢および金属量が増加し、特定星形成率が減少する色–等級空間で進化していることが明らかになった。これは赤方偏移の各ビンにおいて一貫しており、ダストの影響は最小限に抑えられている。

ABSTRACT

Our aim is to determine the distribution of stellar population parameters (extinction, age, metallicity, and star formation rate) of quiescent galaxies within the rest-frame stellar mass$-$colour and $UVJ$ colour$-$colour diagrams corrected for extinction up to $z\sim1$. These novel diagrams reduce the contamination in samples of quiescent galaxies owing to dust-reddened galaxies, and they provide useful constraints on stellar population parameters. We set constraints on the stellar population parameters of quiescent galaxies combining the ALHAMBRA multi-filter photo-spectra with our SED-fitting code MUFFIT, making use of composite stellar population models. The extinction obtained by MUFFIT allowed us to remove dusty star-forming (DSF) galaxies from the sample of red $UVJ$ galaxies. The distributions of stellar population parameters across these rest-frame diagrams are revealed after the dust correction and are fitted by the LOESS method to reduce uncertainty effects. Quiescent galaxy samples defined via classical $UVJ$ diagrams are typically contaminated by a $\sim20$% fraction of DSF galaxies. A significant part of the galaxies in the green valley are actually obscured star-forming galaxies ($\sim30-65$%). Consequently, the transition of galaxies from the blue cloud to the red sequence, and hence the related mechanisms for quenching, seems to be much more efficient and faster than previously reported. The rest-frame stellar mass$-$colour and $UVJ$ colour$-$colour diagrams are useful for constraining the age, metallicity, extinction, and star formation rate of quiescent galaxies by only their redshift, rest-frame colours, and/or stellar mass. Dust correction plays an important role in understanding how quiescent galaxies are distributed in these diagrams and is key to performing a pure selection of quiescent galaxies via intrinsic colours.

研究の動機と目的

• ALHAMBRA調査における赤方偏移 $z \sim 1$ までにわたる停止銀河の星族を特徴づけること。
• ダスト減光が停止銀河の観測色および星族パラメータに与える影響を調査すること。
• ダスト補正済みの図を用いて、異なる赤方偏移ビンにおける星族性質の整合性を評価すること。
• $UVJ$ 図および星質量–色図が停止銀河の同定および分類にどの程度信頼できるツールであるかを評価すること。
• 宇宙時間にわたる停止系における主要パラメータ（年齢、金属量、減光、特定星形成率）の進化を特定すること。

提案手法

• ALHAMBRA調査の20バンド光度測定を用い、レストフレーム $UVJ$ 図および星質量–色図を取得した。
• Fitzpatrick (1999) および Calzetti (2001) の減光法則を用いてダスト減光補正を行い、内在色を導出した。
• BC03星族合成モデルを用いて、光度データから星族パラメータ（年齢、金属量、減光、SFR）を導出した。
• 空間的に分解されたLOESSスムージングを適用し、色–等級平面におけるパラメータの傾向を推定した。
• $(m_{F365}-m_{F551})_{\text{int}} > 1.5$ および Morescoら (2013) の $UVJ$ の境界を用いて、停止銀河のサンプルを定義した。
• 質量–色図および $UVJ$ 図における星質量の完全性と選択効果の補正を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ALHAMBRA調査における停止銀河の観測色および星族パラメータに、ダスト減光補正がどのように影響を与えるか。
• RQ2 赤方偏移 $z \sim 1$ の範囲で、質量加重平均年齢、金属量、特定星形成率の進化はいかなるものか。
• RQ3 ダスト補正済みの $UVJ$ 図および星質量–色図から導かれる星族性質は、どの程度一貫しているか。
• RQ4 異なる減光法則（Fitzpatrick 1999 対 Calzetti 2001）が、推定される星族パラメータにどの程度影響を与えるか。
• RQ5 停止銀河サンプルの星質量における完全性限界は何か。また、これは色–等級関係の解釈にどのように影響を与えるか。

主な発見

• Fitzpatrick (1999) および Calzetti (2001) の両方の減光法則を用いても、主な結果は一貫しており、ダスト補正手法の堅牢性が裏付けられた。
• ALHAMBRA調査の停止銀河は、赤方偏移 $z \sim 1$ の範囲で、特定星形成率が低下するに従い、質量加重平均年齢および金属量が増加する明確な傾向を示した。
• ダスト補正済みの $UVJ$ 図および星質量–色図は、散らばりが少なく、明確な停止銀河のシーケンスを示しており、進化の制約がきわめて厳密であることが示された。
• $A_V = 0.5$ の赤化は色空間に測定可能なシフトを引き起こすが、内在パラメータの傾向は安定しており、良好に制約されている。
• 最高赤方偏移ビンでは、$\sim 10^{10.5} M_\odot$ 以上の質量でサンプルは質量完全性を示し、低質量領域では完全性が低下した。
• 観測された色–等級関係は、最小限の星形成が続く被動的進化によって最もよく説明され、選択された銀河の停止性を支持するものであった。