[論文レビュー] Structural analysis of star-forming blue early-type galaxies: Merger-driven star formation in elliptical galaxies

Koshy George|arXiv (Cornell University)|Dec 13, 2016

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 66被引用数 12

ひとこと要約

本研究は、SDSS rバンド画像の構造的解析を通じて、星形成をしている青い初期型銀河（ETG）を調査し、その星形成が最近のガスを豊富に含む小銀河との微小合体によって引き起こされた可能性があることを明らかにした。残差画像からは相互作用の痕跡が観測され、これらの銀河は通常の楕円銀河のスケーリング関係に従っており、ガスの消費後には静止状態にある赤シーケンス銀河へと進化する一時的なシステムであることが示唆される。

ABSTRACT

Star-forming blue early-type galaxies at low redshift can give insight to the stellar mass growth of L$*$ elliptical galaxies in the local Universe. We wish to understand the reason for star formation in these otherwise passively evolving red and dead stellar systems. The fuel for star formation can be acquired through recent accretion events such as mergers or flyby. The signatures of such events should be evident from a structural analysis of the galaxy image. We carried out structural analysis on SDSS $r$-band imaging data of 55 star-forming blue elliptical galaxies, derived the structural parameters, analysed the residuals from best-fit to surface brightness distribution, and constructed the galaxy scaling relations. We found that star-forming blue early-type galaxies are bulge-dominated systems with axial ratio $>$ 0.5 and surface brightness profiles fitted by Sersic profiles with index ($n$) mostly $>$ 2. Twenty-three galaxies are found to have $n$ $

研究の動機と目的

• 低赤移の星形成をしている青い初期型銀河（ETG）の構造的性質を特定し、それが通常の楕円銀河の形態と整合するかを確認すること。
• もともと静止状態にある赤く死んだ楕円銀河に、現在も星形成が続く理由を調査すること。
• 最近の吸収イベント、例えば微小合体が、これらのシステムにガスと星形成をもたらす要因であるかどうかを評価すること。
• 青いETGの進化の運命と、局所のL*楕円銀河の星の質量増加におけるその役割を検討すること。
• これらの銀河が通常の楕円銀河の標準的な銀河スケーリング関係および構造的パラメータに従っているかどうかを確認すること。

提案手法

• 55個の星形成をしている青いETGのSDSS rバンド画像データに対して、構造的解析を実施した。
• Sersicプロファイルを用いて表面輝度プロファイルをフィットし、Sersic指数（n）、軸比、効果的半径などの構造的パラメータを導出した。
• 最良のプロファイルを差し引いた残差画像を分析し、最近の相互作用を示す構造的特徴を検出した。
• 特にKormendy関係を含む銀河スケーリング関係を構築し、青いETGと通常の楕円銀河を比較した。
• 光度、星形成率（SFR）および相互作用の痕跡を相関させ、合体によって引き起こされる星形成の傾向を評価した。
• Kennicutt（1998）による校正を経たHα光度からのSFR推定値を用いて、星形成活動の定量的評価を行った。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 星形成をしている青いETGは、通常の楕円銀河と構造的に整合的であるか、あるいはディスク成分や最近の摂動の兆候を示しているか？
• RQ2 最近の微小合体が、もともと静止状態にある楕円銀河に星形成を引き起こす役割を果たしているか？
• RQ3 より高い光度および高いSFRを示す銀河は、残差画像でより強い相互作用の痕跡を示すか？
• RQ4 青いETGのスケーリング関係（例：Kormendy関係）は、一般的な赤シーケンス楕円銀河とどのように比較されるか？
• RQ5 ガスが最近新たに獲得された後に、青いETGはどのように進化するのか？

主な発見

• 星形成をしている青いETGは、主にバルジ支配的であり、軸比が0.5以上で、Kormendy関係に従っていることから、通常の楕円銀河と構造的に整合的であることが示された。
• Sersic指数（n）が2より大きい多くの銀河は、楕円銀河の性質を確認しており、n < 2である23個の銀河はディスク成分の可能性を示唆している。
• 表面輝度プロファイルのフィットから得られた残差画像には、潮汐尾や殻構造などの構造的特徴が観測され、32個の銀河で最近の相互作用が示された。
• 高光度の青いETGは、相互作用の痕跡と高い星形成率（0.45–21 M☉/yr）を併せ持つ可能性が高く、合体活動とSFRの増加に相関があることを示唆している。
• ガスを豊富に含む微小合体が、一時的な星形成を駆動する最も妥当な説明であり、ガスが消費されると星形成は停止すると予想される。
• 青いETGは一時的なシステムであり、ガスが枯渇した後は静止状態の赤シーケンス銀河に進化し、時間とともに局所のL*楕円銀河の星の質量増加に寄与する。