[論文レビュー] The principal driver of star formation in early-type galaxies at late epochs: the case for minor mergers

Sugata Kaviraj, Kok-Meng Tan+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 13, 2010

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、複数の波長のCOSMOS調査データに基づき、中程度の赤方偏移（z < 1）における早期型銀河（ETGs）の低レベルの星形成を主に微小合体が駆動していると提案している。32%のETGが青いUV色と関連する不規則な形態を示しており、主要合体のレートはこの活動を説明するには低すぎるため、これらのシステムにおける星形成の主な要因は微小合体であると示唆される。若い星形成成分は合体後の残骸質量の10%未満を占め、0.03–0.3 Myrの timescaleで形成される。

ABSTRACT

We exploit multi-wavelength photometry of early-type galaxies (ETGs) in the COSMOS survey to demonstrate that the low-level star formation activity in the ETG population at intermediate redshift is likely to be driven by minor mergers. Splitting the ETGs into galaxies that show disturbed morphologies indicative of recent merging and those that appear relaxed, we find that ~32% of the ETG population appears to be morphologically disturbed. While the relaxed objects are almost entirely contained within the UV red sequence, their morphologically disturbed counterparts dominate the scatter to blue UV colours, regardless of luminosity. Empirically and theoretically determined major-merger rates in the redshift range z<1 are several times too low to account for the fraction of disturbed ETGs in our sample, suggesting that minor mergers represent the principal mechanism driving the observed star formation activity in our sample. The young stellar components forming in these events have ages between 0.03 and 0.3 Myrs and typically contribute <10% of the stellar mass of the remnant. Together with recent work which demonstrates that the structural evolution of nearby ETGs is consistent with one or more minor mergers, our results indicate that the overall evolution of massive ETGs may be heavily influenced by minor merging at late epochs and highlights the need to systematically study this process in future observational surveys.

研究の動機と目的

• 中程度の赤方偏移（z < 1）における早期型銀河（ETGs）の低レベル星形成を引き起こす支配的物理的メカニズムを特定すること。
• 観測されたCOSMOS調査における形態的に不規則なETGの割合を説明するために、主要合体が十分であるかどうかを評価すること。
• 巨大ETGの晩期宇宙における構造的進化と星形成の持続に、微小合体が果たす役割を評価すること。
• 合体イベントによって形成された若い星形成成分の年齢と質量寄与度を定量化すること。

提案手法

• COSMOS調査の複数波長の光度測定を用いて、早期型銀河（ETGs）の準静的UVおよび光学的性質を分析した。
• 高解像度画像の視覚的検査に基づき、形態的に不規則なサブグループと緩和されたサブグループにETGを分類した。
• さまざまな光度における、不規則なETGと緩和されたETGの間で、UV–光学色分布（UV赤シーケンス対青い散乱）を比較した。
• 観測的調査から得られた実証的主合体レートと、観測された不規則なETGの割合を比較し、整合性を評価した。
• 星形成パラメータの合成モデルを用いて、合体イベントによって形成された若い星形成成分の年齢と質量分率を推定した。
• 理論的および実証的合体レートを構造的進化モデルと統合し、微小合体の累積的影響を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z < 1における早期型銀河の低レベル星形成を引き起こす物理的メカニズムは何か。主合体はこの赤方偏移でまれであるが。
• RQ2 形態的に不規則なETGはUV赤シーケンスからどの程度ずれているか。これは継続的または最近の星形成を何を示唆するか。
• RQ3 z < 1における観測された主合体レートは、COSMOSサンプルにおける不規則なETGの割合を説明できるか。
• RQ4 ETGにおける合体誘発星形成によって形成された若い星形成成分の典型的な年齢と質量分率は何か。
• RQ5 微小合体は、巨大早期型銀河の長期的構造的および星形成進化にどのように寄与するか。

主な発見

• COSMOS調査における早期型銀河の約32%が、最近の合体を示唆する形態的不規則性を示している。
• 緩和されたETGは主にUV赤シーケンス上に位置するが、不規則なETGは青いUV色への散らばりが顕著であり、継続的または最近の星形成を示唆している。
• 観測的および理論的主合体レートは、観測された不規則なETGの割合を説明するには不十分であり、微小合体が支配的メカニズムであると示唆される。
• これらのイベントで形成された若い星形成成分の年齢は、0.03から0.3 Myrの間である。これは最近の星形成イベントと整合的である。
• これらの若い成分は通常、合体後の残骸銀河の全星形成質量の10%未満を占める。
• 結果は、微小合体が巨大早期型銀河の晩期構造的および星形成進化において重要な役割を果たしているという考えと整合的である。