[論文レビュー] The Hamburg/SAO survey for low metallicity blue compact/HII-galaxies (HSS-LM). I. The first list of 46 strong-lined galaxies

A. V. Ugryumov, D. Engels+4 more|ArXiv.org|Sep 24, 2002

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 68被引用数 19

ひとこと要約

本論文は、ハムブルグ/ソ連天文台低金属量サーベイ（HSS-LM）から、客観プレート分光法により選別され、6 m望遠鏡分光法で確認された、46個の強線を示す青色コン pact/H II銀河（BCG）のリストを初めて提示する。このサーベイは、4個の極めて金属量が少ない銀河（Z ≤ 1/20 Z⊙）を特定し、酸素比は12+log(O/H) = 7.42 から 8.40 の範囲にあり、初期銀河進化を研究するのに適した金属欠乏系の効率的同定に成功した。

ABSTRACT

We present the description and the first results of a new project devoted to the search for extremely metal-deficient blue compact/HII-galaxies (BCGs) and to the creation of a well selected large BCG sample with strong emission lines. Such galaxies should be suitable for reliable determination of their oxygen abundance through the measurement of the faint [OIII]4363A line. The goals of the project are two-fold: a) to discover a significant number of new extremely metal-poor galaxies (Z <= 1/20 Zo), and b) to study the metallicity distribution of local BCGs. Selection of candidates for follow-up slit spectroscopy is performed on the database of objective prism spectra of the Hamburg Quasar Survey. The sky region is limited by delta >= 0 deg. and b^ii <= -30 deg. In this paper we present the results of the follow-up spectroscopy conducted with the Russian 6m telescope. The list of observed candidates contained 52 objects, of which 46 were confirmed as strong-lined BCGs (EW([OIII]5007) >= 100 A). The remaining five lower excitation ELGs include three BCGs, and two galaxies classified as SBN (Starburst Nucleus) and DANS (Dwarf Amorphous Nucleus Starburst). One object is identified as a quasar with a strong Ly_alpha emission line near 5000 A (z~3). We provide a list with coordinates, measured radial velocities, B-magnitudes, equivalent widths EW([OIII]5007) and EW(H_beta) and for the 46 strong-lined BCGs the derived oxygen abundances 12+log(O/H). The abundances range between 7.42 and 8.4 (corresponding to metallicities between 1/30 and 1/3 Zo). The sample contains four galaxies with Z < 1/20 Zo, of which three are new discoveries.

研究の動機と目的

• 低金属量青色コン pact/H II銀河（BCG）を対象としたサーベイにより、極めて金属量が少ない銀河（Z ≤ 1/20 Z⊙）を多数発見すること。
• 強い発光線を示すBCGの、信頼性の高い酸素比の決定が可能な、よく選別された大規模サンプルを構築すること。
• 特に極めて希少で金属量が極めて少ない例に注目し、局所的BCGの金属量分布を調査すること。
• ハムブルグクェーサー調査の客観プレートデータベースとフォローアップ分光法を活用することで、低金属量銀河の同定効率を向上させること。

提案手法

• ハムブルグクェーサー調査の客観プレート分光法データベースから、δ ≥ 0° および bII ≤ -30° に制限して候補BCGを選別する。
• ロシア科学アカデミー特別宇宙物理学観測所に設置された6 m望遠鏡を用いたフォローアップ分光観測を行う。
• 径方向速度、B等級、[O III] λ5007およびHβ発光線の等価幅（EW）、および[O III] λ4363線を用いた直接法による酸素比の導出。
• NEDデータおよびSchlegelら（1998）のダストマップを用いて減光補正を適用する。
• 発光線性質に基づき非BCG対象を分類し、SBN、DANS、およびクェーサーを同定する。
• 金属量を12+log(O/H)スケールで定量化し、[O III] λ4363線の輝度と、[O III] λ5007/Hβ比から値を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハムブルグ/ソ連天文台サーベイが、客観プレート選別とフォローアップ分光法を用いて、極めて金属量が少ないBCG（Z ≤ 1/20 Z⊙）を同定する効率はどの程度か？
• RQ2 特に強い発光線を示すBCGの金属量分布は、既知のサンプルと比較してどのように異なるのか。これは、それらの進化状態に何を示唆するか？
• RQ3 どの発光線性質（例：[O III] λ5007の等価幅、径方向速度、B等級）が、強線を示すBCGと低励起または非BCG系を最もよく区別できるか？
• RQ4 弱い発光線銀河において、[O III] λ4363線を信頼性高く測定できるか。これにより、直接法による酸素比の正確な決定が可能になるか？
• RQ5 調査した天の川領域のうち、極端に金属欠乏を示すBCGを含む割合はどの程度か。これは、以前のサーベイと比較してどうなるか？

主な発見

• 46個の強線を示すBCGが確認され、[O III] λ5007の等価幅が100 Å以上に達しており、高励起系の主な選別基準を満たしている。
• 導出された酸素比（12+log(O/H)）は7.42から8.40の範囲にあり、太陽値（Z⊙）の1/30から1/3の金属量に対応する。
• 4個の銀河が金属量 ≤ 1/20 Z⊙に該当し、そのうち3個が新たな発見であり、極めて金属欠乏の強い系を同定するサーベイの高い効率性が裏付けられた。
• 46個のBCGの径方向速度は500〜19,000 km s⁻¹の範囲にあり、中央値は約6,400 km s⁻¹で、広い赤方偏移分布を示している。
• 確認されたBCGの典型的なB等級は17.0〜18.0の間であり、矮星銀河群と整合的である。
• 非BCG対象として5件が同定された：3件は低励起のBCGに分類、2件はSBNまたはDANS銀河、1件はλ5000 Å付近に強いLyα発光線を示す高赤方偏移クェーサー（z ~ 3）である。