[論文レビュー] The CIV-MgII Kinematics Connection in ~0.7 Galaxies

Christopher W. Churchill, Richard R. Mellon+5 more|arXiv (Cornell University)|Apr 21, 1999

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 26

ひとこと要約

本研究は、ハッブル宇宙望遠鏡FOSおよびケックHIRESデータを用いて、z ~ 0.7における約40個の銀河におけるC IVとMg IIの吸収の運動学的・イオン化状態の関係を調査した。Mg IIの運動学的広がりとC IVの等価幅の強い相関が得られ、高イオン化ガスが星形成に起因する流れや銀河のフォンテンに駆動される低イオン化ガス雲と物理的に関連していることが示された。

ABSTRACT

We have examined Faint Object Spectrograph data from the Hubble Space Telescope Archive for CIV 1548,1550 absorption associated with 40 MgII 2796,2803 absorption-selected galaxies at 0.4 < z < 1.4. We report a strong correlation between MgII kinematics, measured in 6 km/s resolution HIRES/Keck spectra, and W_r(1548); this implies a physical connection between the processes that produce "outlying velocity" MgII clouds and high ionization galactic/halo gas. We found no trend in ionization condition, W_r(1548)/W_r(2796), with galaxy-QSO line-of-sight separation for 13 systems with confirmed associated galaxies, suggesting no obvious ionization gradient with galactocentric distance in these higher redshift galaxies. We find tentative evidence (2-sigma) that W_r(1548)/W_r(2796) is anti-correlated with galaxy color; if further data corroborate this trend, in view of the strong CIV-MgII kinematics correlation, it could imply a connection between stellar populations, star formation episodes, and the kinematics and ionization conditions of halo gas at z~1.

研究の動機と目的

• z ~ 0.7における高イオン化C IVと低イオン化Mg II吸収の物理的関連を調査すること。
• Mg IIの離れた速度雲の運動学とC IV吸収の存在および強度との相関を特定すること。
• ハロー気体のイオン化状態が銀河中心からの距離や銀河の性質に依存するかを評価すること。
• 銀河の星形成歴（B-K色を用いて）とハロー気体のイオン化状態との潜在的関連を検討すること。

提案手法

• 0.4 ≤ z ≤ 1.4の範囲で、ケックHIRESデータから40個のMg II吸収系（W_r(2796) ≥ 0.3 Å）を選定した。
• C IV λλ1548,1550の等価幅と運動学を測定するために、36個の系についてFOS/HSTスペクトルを取得した。
• ボイジットプロファイルフィッティング（minfit）を用いて、Mg IIの部分成分の赤方偏移と運動学的広がり（ω_v）を導出した。
• 各系について、C IV等価幅（W_r(1548)）とイオン化比 W_r(1548)/W_r(2796) を計算した。
• サンプル全体にわたり、Mg IIの運動学的広がり（ω_v）とC IV強度（W_r(1548)）の相関を分析した。
• 13個の系で銀河データが入手可能であったため、イオン化比の傾向を影響パラメータおよび銀河のB-K色と照らし合わせて分析した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Mg IIの離れた速度雲の運動学とC IV吸収の存在間に物理的関連があるか？
• RQ2 ハロー気体のイオン化状態（W_r(1548)/W_r(2796)で測定）は、銀河からの投影距離とともに変化するか？
• RQ3 ハロー気体のイオン化状態と、宿主銀河の星形成歴（B-K色）との間に相関があるか？
• RQ4 ハロー気体の運動学的およびイオン化特性は、星形成や重力的降着に起因する動的メカニズムを示唆するか？

主な発見

• Mg IIの運動学的広がり（ω_v）とC IV等価幅（W_r(1548)）の間に強い相関が認められ、散乱はわずか0.22 Åにとどまり、離れたMg II雲と高イオン化ガスの間にはきわめて緊密な物理的関連があることが示された。
• イオン化比 W_r(1548)/W_r(2796) と影響パラメータとの間に有意な傾向は認められず、これらの系では銀河中心からの距離に伴う明確なイオン化勾配は存在しないことが示唆された。
• W_r(1548)/W_r(2796) と銀河のB-K色との間に一時的な2σの逆相関が認められ、赤い（古く星形成歴の長い）銀河では、低イオン化ガスに比べて高イオン化ガスの相対的強度が弱い可能性があることが示唆された。
• 結果は、星形成のイベントが、多相的で運動学的に複雑なハロー気体を生成する流れを駆動するというシナリオを支持しており、C IVはMg IIの離れた雲と同様の物理的プロセスを示している。
• C IV–Mg II運動学的相関がきわめて緊密であることは、z ~ 0.7の銀河において、星形成、流れ、ハロー気体のイオン化状態の間で自己調整型フィードバック機構が機能している可能性を示唆している。
• 本研究の結果は、銀河のコロナ（高イオン化ハロー気体）がz ~ 1時点で既に確立されており、その形成は宿主銀河の星形成歴と星形成歴に由来する星の性質と関連している可能性を示唆している。