[論文レビュー] The AMIGA sample of isolated galaxies XI. A First Look at Isolated Galaxy Colors

M. Fernández Lorenzo, J. W. Sulentic+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 27, 2012

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 47被引用数 25

ひとこと要約

本研究では、AMIGAサンプルに含まれる孤立銀河のSDSS (g−r) 色を分析し、環境的要因（育成要因）による影響を除き、本質的（自然由来）な進化を分離する。孤立したスパイラル銀河は、ペア状態の銀河と比較して系統的に赤くなり、色分散が小さいことが判明し、孤立状態ではより受動的（passive）な星形成が進行していることを示唆している。色分布はガウス分布で最もよく記述されており、環境的影響が最小限である証拠である。

ABSTRACT

The basic properties of galaxies can be affected by both nature (internal processes) or nurture (interactions and effects of environment). Deconvolving the two effects is an important current effort in astrophysics. Observed properties of a sample of isolated galaxies should be largely the result of internal (natural) evolution. It follows that nurture-induced galaxy evolution can only be understood through comparative study of galaxies in different environments. We take a first look at SDSS (g-r) colors of galaxies in the AMIGA sample involving many of the most isolated galaxies in the local Universe. This leads us to simultaneously consider the pitfalls of using automated SDSS colors. We focus on median values for the principal morphological subtypes found in the AMIGA sample (E/S0 and Sb-Sc) and compare them with equivalent measures obtained for galaxies in denser environments. We find a weak tendency for AMIGA spiral galaxies to be redder than objects in close pairs. We find no clear difference when we compare with galaxies in other (e.g. group) environments. However, the (g-r) color of isolated galaxies shows a Gaussian distribution as might be expected assuming nurture-free evolution. We find a smaller median absolute deviation in colors for isolated galaxies compared to both wide and close pairs. The majority of the deviation on median colors for spiral subtypes is caused by a color-luminosity correlation. Surprisingly isolated and non-isolated early-type galaxies show similar (g-r). We see little evidence for a green valley in our sample with most spirals redder than (g-r)=0.7 having spurious colors. The redder colors of AMIGA spirals and lower color dispersions for AMIGA subtypes -compared with close pairs- is likely due to a more passive star formation in very isolated galaxies.

研究の動機と目的

• 局所宇宙における最も孤立した銀河を対象とすることで、銀河進化の本質的（自然由来）な要因を分離すること。
• 相互作用や密度といった環境的要因が銀河の色に与える影響を、特に孤立した系と比較して調査すること。
• 自動化されたSDSS光度測定の正確性と限界を、孤立サンプルの銀河色測定に応用した場合に評価すること。
• 孤立銀河の色分布がガウス分布に従うかどうかを特定し、環境的摂動が最小限である証拠とする。
• 孤立銀河に「緑の谷（green valley）」が存在するか否かを検討し、色分散における光度の役割を評価すること。

提案手法

• SDSSのgバンドおよびrバンドの等級を用いて、AMIGAサンプルに含まれる1,050個の孤立銀河の(g−r)色を計算した。
• 孤立銀河と近接ペア銀河（CPGサンプル）および広いペア銀河との間で、中央値(g−r)色と色分散（中央絶対偏差を用いて）を比較した。
• 形態的タイプ（E/S0、Sb–Sc）に分類し、各タイプごとの色分布を分析した。
• 結果の頑健性を検証するため、非対称性（IA=1）が色測定に与える影響を評価した。
• 色分布をガウス分布としてモデル化し、環境的影響を評価した。分散の尺度としてFWHMを用いた。
• 形態的タイプごとにgバンドおよびrバンドの絶対等級を調査することで、色–光度相関を検討した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 孤立銀河は、密度が高くまたは相互作用を経験している環境にいる銀河と比較して、異なる(g−r)色を示すか？
• RQ2 孤立銀河の色分布はガウス分布に従うか？ これは環境的影響が最小限である証拠となる。
• RQ3 スパイラル銀河の色分散の主な要因が、光度的要因（内発的要因）か、環境的相互作用か、どちらの寄与が大きいのか？
• RQ4 孤立銀河サンプルに「緑の谷」が存在する証拠はあるか？ また、誤った色（spurious colors）は色分布にどのように影響を与えるか？
• RQ5 初期型の孤立銀河は、密度の高い環境にいる同様のタイプの銀河と色で異なるか？

主な発見

• 孤立スパイラル銀河（Sb–Sc）は、近接ペア銀河と比較して弱いが系統的な傾向として(g−r)色が赤くなる傾向を示し、孤立状態ではより受動的（passive）な星形成が進行していることを示唆している。
• 孤立銀河の(g−r)色分布はガウス分布に従い、FWHMが0.1–0.2の範囲にある。これは環境的撹乱が最小限であり、環境的要因を除いたベンチマークとしての利用が妥当であることを支持する。
• 孤立銀河の(g−r)色の中央絶対偏差は、近接ペア銀河と比較して顕著に小さく、環境的要因の影響が小さいことが示されている。
• スパイラルサブタイプの色分散の大部分は、色–光度相関に起因しており、より明るいスパイラル銀河は赤くなる傾向にある。
• 孤立銀河と非孤立銀河の初期型銀河（E/S0）の間で(g−r)色に顕著な差は認められず、環境の有無に関わらず類似した進化の道筋をたどっていることが示唆された。
• 孤立スパイラル銀河のうち、(g−r) > 0.7を示す大多数（約80%）は誤った色（spurious colors）を示しており、孤立サンプルに「緑の谷」の痕跡はほとんど認められない。これは中間色のシステムが存在しないことを示唆している。