[論文レビュー] The Nascent Red Sequence at z~2

A. Zirm, S. A. Stanford+13 more|NPARC|Feb 14, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 31被引用数 39

ひとこと要約

本研究では、z~2.16 のプロトクラスタで、ハッブルのNICMOSを用いた近赤外画像を用いて、まだ形成途上の赤シーケンスを特定した。赤銀河の表面密度は6.2倍にまで上昇しており、内在的散乱が高く、CMR勾配が急であることが判明した。これは、赤シーケンスの形成が進行中であり、大多数のメンバーに赤外線で遮蔽された星形成活動や最近の星形成駆動の星団が関与している可能性を示している。

ABSTRACT

We present new constraints on the evolution of the early-type galaxy color-magnitude relation (CMR) based on deep near-infrared imaging of a galaxy protocluster at z=2.16 obtained using NICMOS on-board the Hubble Space Telescope. This field contains a spectroscopically confirmed space-overdensity of Lyman-alpha and H-alpha emitting galaxies which surrounds the powerful radio galaxy MRC 1138-262. Using these NICMOS data we identify a significant surface-overdensity (= 6.2x) of red J-H galaxies in the color-magnitude diagram (when compared with deep NICMOS imaging from the HDF-N and UDF). The optical-NIR colors of these prospective red-sequence galaxies indicate the presence of on-going dust-obscured star-formation or recently formed (

研究の動機と目的

• 深紫外近赤外画像を用いて、高赤方偏移銀河プロトクラスタにおける赤シーケンス形成を調査すること。
• z~2 における早期型銀河の色-等級関係（CMR）が既に整っているのか、それともまだ形成中なのかを特定すること。
• 赤シーケンスの観測的特徴に与える、赤外線遮蔽星形成および星形成駆動星団年齢の役割を評価すること。
• このプロトクラスタのCMR勾配と散乱を、低赤方偏移クラスタと比較し、銀河形成時スケールを制約すること。
• 高赤方偏移におけるプロト楕円銀河を特定するための、光度赤方偏移と形態分類の信頼性を評価すること。

提案手法

• z=2.16 に位置する電波銀河 MRC 1138-262 を中心として、ハッブルのNICMOS機器を用いてJ110およびH160フィルタで深紫外近赤外画像を取得した。
• 赤シーケンス候補を特定し、HDF-NおよびUDFの深紫外領域と比較するため、色-等級図（J110−H160 対 H160）を構築した。
• 光度赤方偏移とSEDフィッティングを用いて、赤銀河の星形成駆動星団年齢、質量、チルト含量を推定した。
• 色、等級、形態的基準に基づき、CMR特性を独立して評価できるように、3つの銀河サンプルを選別した。
• 各サンプルのCMRにフィットし、内在的散乱と勾配を測定し、低赤方偏移クラスタのCMRと比較した。
• rest-frame U-B色分析と非活性進化モデルを適用し、形成赤方偏移と進化傾向を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 高赤方偏移プロトクラスタにおける赤シーケンスは、z~2.16 で既に整っているのか、それともまだ形成中なのか？
• RQ2 このプロトクラスタにおけるCMRの内在的散乱と勾配は、低赤方偏移クラスタと比べてどう異なるのか？
• RQ3 赤外線遮蔽星形成や最近の星形成駆動星団が、観測された赤銀河集団にどれほど寄与しているのか？
• RQ4 プロトクラスタ内の最も明るい赤銀河は、z~3 から非活性進化するのと整合的なのか、それともより早い形成を要するのか？
• RQ5 高赤方偏移プロトクラスタにおいて、光度赤方偏移と形態分類が、プロト楕円銀河を信頼性高く特定できるのか？

主な発見

• MRC 1138-262 プロトクラスタ領域では、深紫外領域と比較して、赤銀河（J110−H160）の表面密度が6.2倍に上昇していることが判明した。
• z~2.16 におけるCMRは、低赤方偏移クラスタと比較して顕著に高い内在的散乱と急勾配を示しており、形成過程が進行中であることを示している。
• SEDフィッティングにより、大多数の赤銀河が1〜2.5 Gyrの光度加重平均年齢にあり、星質量は約数×10^10 M☉であると推定された。
• 赤銀河の多くは、z~1.24 クラスタの非活性進化モデルよりも青色に近く、赤外線遮蔽星形成またはより高い形成赤方偏移の可能性を示唆している。
• 最も明るい赤銀河は、z=1.24 のRDCS1252クラスタの非活性進化軌道と一致しており、一部が既に静止状態にある二重性の銀河集団である可能性を示唆している。
• 早期型形態と光度赤方偏移を持つ8個の赤銀河からなるサンプルCは、低い内在的散乱と急勾配のCMR勾配を示しており、未完成の赤シーケンスである可能性を示唆しているが、スペクトロスコピック確認はまだない。