[論文レビュー] The AMIGA sample of isolated galaxies XII. Revision of the isolation degree for AMIGA galaxies using the SDSS

M. Argudo–Fernández, S. Verley+10 more|DIGITAL.CSIC (Spanish National Research Council (CSIC))|Nov 4, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 68被引用数 20

ひとこと要約

本研究は、SDSS-DR9の画像・スペクトルデータを用いて、CIG（孤立銀河カタログ）に掲載された636個の銀河の分離基準を再検討した。これにより、より暗く遠く離れた周囲の銀河を特定できるようになり、環境要因の定量的評価が向上した。その結果、約20％の元のAMIGAサンプルは、隠れた背景銀河の混入により除外すべきであることが判明し、また、CIG基準では約92％の速度一致銀河が見逃されていることが明らかになった。これは分離状態の評価に顕著な影響を及ぼしている。

ABSTRACT

In the framework of the AMIGA project we present a revision of the environment for galaxies in the Catalogue of Isolated Galaxies (CIG, Karachentseva 1973) using the ninth data release of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS-DR9). The aims of this study are to refine the photometric-based AMIGA sample of isolated galaxies and to provide an improvement of the quantification of the isolation degree with respect to previous works, using both photometry and spectroscopy. We developed an automatic method to search for neighbours within a projected area of 1 Mpc radius centred on each primary galaxy to revise the CIG isolation criteria. Of the 636 CIG galaxies considered in the photometric study, 426 galaxies fulfil the CIG isolation criteria within 1 Mpc, taking into account projected neighbours. Of the 411 CIG galaxies considered in the spectroscopic study, 347 galaxies fulfil the CIG isolation criteria when a criterion about redshift difference is added. The available redshifts allow us to reject background neighbours and thus improve the photometric assessment. For the first time, the environment and the isolation degree of AMIGA galaxies are quantified using digital data. The use of the SDSS database permits one to identify fainter and smaller-size satellites than in previous AMIGA works. About 50% of the neighbours considered as potential companions in the photometric study are in fact background objects. We also find that about 92% of the neighbour galaxies that show recession velocities similar to the corresponding CIG galaxy are not considered by the CIG isolation criteria as potential companions, which may have a considerable influence on the evolution of the central CIG galaxy.

研究の動機と目的

• 現代のSDSSデータを用いてCIG分離基準を再検討することで、AMIGAサンプルに属する銀河の分離状態の定量的評価を向上させること。
• 光度およびスペクトル的同伴銀河検出の比較を通じて、元のCIG分離基準の妥当性を評価すること。
• 赤方偏移情報を利用した背景銀河の混入を低減することで、分離サンプルの純度を向上させること。
• 孤立銀河の環境をより正確に特徴付けるために、局所的数密度および潮汐強度を定量すること。
• 見えない同伴の影響を受ける銀河を除外することでAMIGAサンプルを精錬し、銀河進化研究における基準としての有用性を高めること。

提案手法

• SDSS-DR9の光度データを用いて、各CIG銀河の1 Mpc投影半径内に同伴銀河が存在するかを自動的に探索した。
• 各CIG銀河における環境的影響を定量化するため、局所的数密度および潮汐強度パラメータを計算した。
• スペクトル的赤方偏移を統合し、背景銀河をフィルタリングした。速度差閾値として|Δv| ≤ 500 km s⁻¹を適用した。
• 赤方偏移データが不完全な領域では、光度的赤方偏移を用いて分離パラメータの上限推定値を算出した。
• 光度的およびスペクトル的結果の比較を通じて、元のCIG分離基準の信頼性を評価した。
• データ処理および可視化に、統計ツール（STILTS, TOPCAT, Python, Matplotlib）およびデータベース（NED, HyperLeda）を用いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 光度データのみに依存する場合、元のCIG分離基準はどれほど背景銀河を適切に除外できていないか？
• RQ2 CIG基準によって見逃されている速度一致同伴銀河はどれほど多く、銀河進化に及ぼす潜在的影響は何か？
• RQ3 CIGで分離と分類された銀河に対して、真の環境的影響（数密度および潮汐強度）はどの程度か？
• RQ4 光度データのみと比較して、スペクトル的赤方偏移を組み込むことで、分離状態の評価精度はどの程度向上するか？
• RQ5 見直されたサンプルは、元のAMIGAサンプルと比較して、サイズおよび環境的純度の面でどの程度異なるか？

主な発見

• 636個のCIG銀河のうち、1 Mpc内での光度データを用いた分離基準を満たすのは426個であったが、検出された同伴銀河の50％は背景銀河であった。
• 赤方偏移データが入手可能な411個の銀河のうち、347個が再検討された基準（|Δv| ≤ 500 km s⁻¹）を満たし、元のAMIGAサンプルは約20％削減された。
• 中心のCIG銀河と同じ径方向速度を持つ同伴銀河の約92％が、CIG基準では同伴として認識されていなかった。これは、元の分離定義に顕著な欠陥があることを示している。
• 見直されたサンプルは、二重星、三重星、コンパクト銀河群、銀河団などの密集した環境に属する銀河と比較して、顕著に低い局所的数密度および潮汐強度値を示した。
• スペクトル的データの使用により、光度解析のみでは検出できなかった非物理的で背景に位置する同伴銀河が除外され、分離状態の定量的評価が向上した。
• 光度的赤方偏移に基づく上限推定値により、1 Mpc内に|Δv| ≤ 500 km s⁻¹を満たす潜在的同伴が存在しないCIG銀河が103個特定され、その分離状態の信頼性が向上した。