[論文レビュー] The dark side of star formation in the Antennae galaxies

I. F. Mirabel, L. Vigroux+7 more|arXiv (Cornell University)|Feb 13, 1998

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、赤外線宇宙望遠鏡（ISO）による中赤外線観測から、アントラネス銀河における最も活発な星形成が、可視光では観測できないほどのほこりに覆われた非核領域で発生していることを明らかにした。研究では、可視光のみに依存すると、合体銀河における星形成の解釈に顕著なバイアスが生じることを示しており、システム全体の12.5–18 μmの全放射能のうち15%が、50 pcの半径を持つ遮蔽されたくぼみから来ている。

ABSTRACT

We compare mid-infrared images of the Antennae galaxies (NGC 4038/39) from the Infrared Space Observatory, with optical images from the Hubble Space Telescope. The mid-infrared observations show that the most intense starburst in this colliding system of galaxies takes place in an off-nucleus reg ion that is inconspicuous at optical wavelengths. The analyses of the mid-infrar ed spectra indicate that the most massive stars are being formed in an optically obscured knot of 50 pc radius, which produces about 15% of the total luminosity from the Antennae galaxies between 12.5 microns and 18 microns. The mid-infrared observations reported here demonstrate that the interpretation of star formation properties in colliding/merging systems based on visible wavelengths alone can be profoundly biased due to dust obscuration. The multiwavelength view of this nearby prototype merging system suggests caution in deriving scenarios of early evolution of high redshift galaxies using only observations in the narrow rest-frame ultraviolet wavelength range.

研究の動機と目的

• 可視光を超えた波長域におけるアントラネス銀河の星形成の分布および性質を調査すること。
• 可視光データからの星形成解釈に生じるほこりによる遮蔽によるバイアスを解明すること。
• 遮蔽された星形成領域がシステム全体の赤外線全放射能に果たす寄与を特定すること。
• 紫外線観測に基づく高赤方偏移銀河の進化シナリオを導く際のほこり減光の影響を評価すること。

提案手法

• 赤外線宇宙望遠鏡（ISO）を用いて、アントラネス銀河の中赤外線画像を取得した。
• ハッブル宇宙望遠鏡からの高分解能可視光画像と、中赤外線データを比較した。
• 中赤外線スペクトルを分析し、星形成領域の物理的状態および放射能を同定した。
• 12.5–18 μm波長域における遮蔽されたくぼみの放射能寄与を定量した。
• 空間的およびスペクトル的診断を用いて、大質量でほこりに包まれた星形成爆発領域の存在を確認した。
• ほこりによる遮蔽が、高赤方偏移銀河類縁における星形成の解釈に与える影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アントラネス銀河における最も活発な星形成はどこで発生しており、それは可視光波長で検出可能か？
• RQ2 アントラネスシステム全体の全中赤外線放射能のうち、どの程度がほこりに包まれた星形成領域から来ているか？
• RQ3 可視光観測に基づく星形成の解釈は、どの程度ほこりによる遮蔽によって歪められているか？
• RQ4 中赤外線観測は、この代表的な合体銀河系における星形成歴の理解をどのように変えるか？
• RQ5 これらの発見は、rest-frame紫外線データから高赤方偏移銀河の進化シナリオを導く際にどのような意味を持つのか？

主な発見

• アントラネス銀河における最も活発な星形成爆発は、光学的に目立たない50 pcの半径のくぼみで発生している。
• この遮蔽されたくぼみは、12.5–18 μmの波長域におけるシステム全体の全放射能のおよそ15%を占めている。
• 中赤外線観測により、ほこりによる減光によって可視光では見えない顕著な星形成活動が明らかになった。
• 研究では、可視光波長データにのみ依存すると、合体銀河系における星形成の実態が著しく低く見積もられることを示した。
• これらの発見は、高赤方偏移銀河の初期進化を推定する際、rest-frame紫外線観測のみに依存するべきでないという教訓を示唆している。
• 多波長解析により、ほこりに包まれた領域が、相互作用銀河における真の星形成予算を理解する上で極めて重要であることが確認された。