[論文レビュー] Structure and star formation in disk galaxies III. Nuclear and circumnuclear H alpha emission

J. H. Knapen|ArXiv.org|Sep 2, 2004

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 60

ひとこと要約

本研究は、約100 pcの分解能で57個の低傾斜角らせん銀河の核および周核領域におけるHα線源を分析し、AGNを伴う銀河では核Hαピークがより一般的であることが判明。周核発光は遅いタイプでは不連続的で、早いタイプではしばしば環状である。核環は、最近のガス流入を示唆するが、AGN活動と強く相関しており、空間スケールが異なるにもかかわらず、共通の給餌メカニズムがあることを示唆している。

ABSTRACT

From H alpha images of a carefully selected sample of 57 relatively large, Northern spiral galaxies with low inclination, we study the distribution of the H alpha emission in the circumnuclear and nuclear regions. At a resolution of around 100 parsec, we find that the nuclear H alpha emission in the sample galaxies is often peaked, and significantly more often so among AGN host galaxies. The circumnuclear H alpha emission, within a radius of two kpc, is often patchy in late-type, and absent or in the form of a nuclear ring in early-type galaxies. There is no clear correlation of nuclear or circumnuclear H alpha morphology with the presence or absence of a bar in the host galaxy, except for the nuclear rings which occur in barred hosts. The presence or absence of close bright companion galaxies does not affect the circumnuclear H alpha morphology, but their presence does correlate with a higher fraction of nuclear H alpha peaks. Nuclear rings occur in at least 21% (+-5%) of spiral galaxies, and occur predominantly in galaxies also hosting an AGN. Only two of our 12 nuclear rings occur in a galaxy which is neither an AGN nor a starburst host. We confirm that weaker bars host larger nuclear rings. The implications of these results on our understanding of the occurrence and morphology of massive star formation, as well as non-stellar activity, in the central regions of galaxies are discussed.

研究の動機と目的

• 銀河の核および周核領域におけるHα発光の形態を調査し、大質量星形成および非恒星活動を追跡すること。
• バーや同伴星の存在が、銀河中心部のHα発光形態に相関するかどうかを特定すること。
• 星形成核環の出現頻度および性質を統計的に評価し、AGNおよび星形成爆発活動ととの関連を検討すること。
• バーや相互作用によって駆動されるガス流入が、核星形成およびAGN活動の両者と関連しているという仮説を検証すること。
• 近接したらせん銀河の慎重に選択されたサンプルを用いて、核および周核Hα形態に関する偏りのない統計的分析を提供すること。

提案手法

• ラ・パルマの1m JKTおよびその他の望遠鏡を用いて、57個の近接・低傾斜角らせん銀河の高分解能で連続分離されたHα画像を取得した。
• 約100 pc（1.5角秒）の空間分解能を用い、核および周核Hα発光を明確な形態的カテゴリー（ピーク状、不連続状、環状、または欠落）に分類した。
• 周核領域を銀河中心から2 kpc以内に定義し、核の特徴とは独立して発光形態を分析した。
• バーやAGN、星形成爆発、近接同伴星の有無といったホスト銀河の特性に基づいて銀河を分類し、Hα形態との相関を検証した。
• 事前にリングを有する銀河を抽出するのを避けるために、核環の同定に一貫性があり客観的な基準を適用した。
• サンプルの一貫性と完全性を保証するため、外部データベース（HyperLEDA、NED）のデータを統合し、形態的および活動分類を補完した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 低傾斜角らせん銀河の核および周核領域におけるHα発光の出現頻度と形態は何か？
• RQ2 ホスト銀河にバーが存在する場合、周核または核Hα発光の形態にどのような相関があるか？
• RQ3 星形成核環の出現と非恒星核活動（AGNまたは星形成爆発）との間に統計的関連があるか？
• RQ4 近接した同伴星は、周核Hα発光の形態または核Hαピークの有無にどのように影響するか？
• RQ5 核環はどれほど最近のガス流入の指標として機能するか？また、異なる空間スケールでのAGN活動とはどのように関連しているか？

主な発見

• 核Hα発光は大多数の銀河でピーク状であるが、これはAGNを伴う銀河で非AGN銀河よりも顕著に一般的である。
• 周核Hα発光は遅いタイプのらせん銀河では不連続的であるが、早いタイプではしばしば欠落しているか、環状である。これは、銀河タイプと関連する形態的二分法を示している。
• 核環は全らせん銀河の21% ± 5%に見られ、12個のうち83%がAGNまたは星形成爆発を伴う銀河に存在した。
• 12個の核環のうち2個しか、AGNでも星形成爆発でもない銀河に見つからなかったため、核環と非恒星核活動との強い統計的相関があることが示された。
• 核環は、バーオンリーモデルの銀河にのみ存在し、バーが核環形成に不可欠であることを確認した。弱いバーを有する銀河では、軌道力学のため、より大きな環が形成された。
• 明るい近接同伴星の存在は周核Hα形態に影響しないが、核Hαピークの出現頻度が高くなると相関しており、中心活動に間接的な影響を与える可能性がある。