[論文レビュー] Studies of galaxies in voids. I. HI observations of Blue Compact Galaxies

S. A. Pustilnik, Jean‐Michel Martin+4 more|ArXiv.org|May 14, 2002

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 51被引用数 27

ひとこと要約

本研究では、無銀河団領域に位置する28個の青色コンact銀河（BCG）のHI含量を電波連続スペクトル観測によって調査し、無銀河団領域に存在するBCGは、より密集した環境に存在するものと比較して顕著に高いH i対青白色光度比を示すことが判明した。H i質量関数の勾配（β）は、明るい銀河密度が低下するにつれて急峻になる傾向にあり、これは無銀河団領域ではより若いか、相互作用の影響を受けていない進化をたどっている可能性を示唆している。さらに、無銀河団BCGの最大80％は、低質量同伴銀河との相互作用によって駆動されたものと考えられる。

ABSTRACT

We present here results of studies of the properties of galaxies located in very low density environments. We observed 26 blue compact galaxies (BCGs) from the Second Byurakan (SBS) and Case surveys located in voids with the radial velocities V < 11000 km/s, two BCGs in the void behind the Virgo cluster and 11 BCGs in denser environments. HI fluxes and profile widths, as well as estimates of total HI masses, are presented for the 27 detected galaxies (of which 6 are in three galaxy pairs and are not resolved by the radiotelescope beam). Preliminary comparisons of void BCGs with similar objects from intermediate density regions - in the general field and the Local Supercluster (sub-samples of BCGs in the SBS zone) and in the dense environment of the Virgo Cluster (a BCD sample) - are performed using the hydrogen-to-blue-luminosity ratio M(HI)/L_B. We find that for the same blue luminosity, for M_B > -18.0, BCGs in lower density environment have on average more HI. The slope (beta) of the M(HI)/L_B proportional to L^(beta) for BCGs shows a trend of steepening with decreasing bright galaxy density, being very close to zero for the densest environment considered here and reaching (beta) = -0.4 for voids.

研究の動機と目的

• 宇宙の無銀河団領域に存在する青色コンact銀河（BCG）のH I含有量およびガス含有量の進化を調査すること。
• BCGのH i対青白色光度比（M(HI)/LB）が、無銀河団領域のものと、バーヴォ・クラスターおよび一般場のようなより密集した環境と比較してどのように異なるかを検討すること。
• 銀河の相互作用が、孤立したBCGにおける星形成の駆動要因として果たす役割、およびガス含有量に与える影響を評価すること。
• 無銀河団BCGが、ガス含有量および進化状態の観点から、特徴的な集団を形成しているかどうかを特定すること。

提案手法

• 28個の無銀河団領域に位置するBCGおよび比較サンプルのH i 21 cm線の統合放射を効エルスブルク100m電波望遠鏡を用いて電波連続スペクトル観測した。
• 27個の検出銀河（うち6個は未分解の二重星系）について、H iフラックス、ライン幅、および全H i質量を算出した。
• H i対青白色光度比（M(HI)/LB）を算出し、異なる環境におけるべき乗則的関係 M(HI)/LB ∝ LB^β にフィットした。
• 径速度および赤方偏移データを用いて、無銀河団、一般場（SBS領域）、バーヴォ・クラスターの各環境間でβ指数の統計的比較を実施した。
• 歪んだ構造、速度差が150 km/s以下、投影距離を用いた形態的および運動的指標を用いて、相互作用の可能性を評価した。
• DSS-IIおよび未発表の画像データを用いて、周囲環境を検討し、低質量同伴銀河の特定を行った。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 宇宙の無銀河団領域に存在する青色コンact銀河は、より密集した環境に存在するものと比較して、単位青白色光度当たりのH i含有量が顕著に高いか？
• RQ2 M(HI)/LB ∝ LB^β 関係におけるべき乗則指数βは、明るい銀河密度が低下するにつれてどのように変化するか？
• RQ3 無銀河団BCGにおける星形成の爆発的増加は、内部的プロセスではなく、低質量同伴銀河との相互作用によって引き起こされている程度はどの程度か？
• RQ4 何パーセントの無銀河団BCGが、近接した低光度銀河との相互作用の痕跡（形態的・運動的兆候）を示しているか？
• RQ5 無銀河団領域で観測されたM(HI)/LBの増加は、若年な進化段階に起因するか、または弱い相互作用に起因するガス損失の減少に起因するか、一貫性があるか？

主な発見

• 観測された28個の無銀河団BCGのうち60％がH iで検出され、測定可能なH i質量およびラインプロファイルが得られた。
• H i対青白色光度比（M(HI)/LB）は、明るい銀河密度が低下するにつれて増加し、特に無銀河団領域で最大値を示した。
• M(HI)/LB ∝ LB^β 関係におけるべき乗則指数βは、密集した環境（バーヴォ・クラスター）では–0.1、無銀河団では–0.4の範囲にあり、密度が低下するにつれて勾配が急峻になる傾向が確認された。
• 最大80％の無銀河団BCGが、低質量銀河との近接二重星系または形態的不規則性の兆候を示しており、これは相互作用に起因する星形成を示唆している。
• 無銀河団領域の極めて孤立した環境にあっても、BCGのガス含有量は低質量同伴との相互作用に強く影響を受けており、これは、低光度銀河の密度（たとえ低くても）がガス進化に重要な役割を果たしていることを示している。
• 明るい銀河密度に70倍の差があるにもかかわらず、無銀河団と一般場間のM(HI)/LBの差が小さいことから、無銀河団と一般場における低質量銀河の密度は、L*銀河の密度と比べてはるかに類似していると考えられる。