[論文レビュー] The progenitor set of present-day early-type galaxies

Sugata Kaviraj, Julien Devriendt+3 more|arXiv (Cornell University)|Feb 15, 2006

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、ΛCDMフレームワーク内での半解析的銀河形成モデルを用い、現在の早期型銀河の前身銀河セットを定量化した。その結果、z≈1における早期型前身銀河に存在する星の質量の50%未塔であることが判明した。これは、回転銀河の前身が欠落していることによる顕著な前身バイアスの結果である。本研究では、赤色で明るい回転銀河（MB < -21.5、B-V > 0.7）が早期型に進化する確率が75–95%であると示す確率的色-等級基準を開発した。また、明るさが低い場合、赤色序列は真の前身セットの良好な代理指標でないことが判明した。

ABSTRACT

We present a comprehensive theoretical study, within a fully realistic semi-analytical framework, of the photometric properties of early-type progenitors in the redshift range 00.7) spirals have ~75-95 percent chance of being a progenitor, while the corresponding probability for large blue spirals (M_B-21). Hence the red sequence is generally not a good proxy for the progenitor set of early-type galaxies.

研究の動機と目的

• 赤方偏移 0 < z < 1 の範囲で、現在の早期型銀河の前身セットを、明るさと環境を考慮して定量化すること。
• 高赤方偏移研究における前身バイアスを是正するため、現在の早期型銀河の前身である可能性の高い回転銀河を同定すること。
• 赤色序列が、早期型銀河の真の前身セットをどれだけ信頼できる代理指標として提供するかを評価すること。
• 高赤方偏移における早期型銀河進化研究に組み込むために、回転銀河の前身を確率的プロトコルで取り入れるための規定を開発すること。

提案手法

• ΛCDMの枠組み内で、完全に現実的な半解析的銀河形成モデルを用い、質量集積と形態的進化をシミュレートした。
• 合体と吸着を経て現在の早期型銀河に進化する銀河を特定することで、早期型銀河の形成歴を追跡した。
• 回転銀河の前身と一般の回転銀河集団との間の光度・B-VおよびV-K色の比較から、確率的選別基準を導出した。
• z≈1における早期型前身銀河に存在する星の質量割合を、場所と銀河団環境に分けて定量化した。
• 色-等級空間における数密度と質量分布の比較により、真の前身セットと赤色序列の対応関係をマッピングした。
• 赤方偏移にわたる一貫性のある光度比較を確保するため、ジョーンスン系のrest-frame等級を適用した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 現在の早期型銀河に集積する星の質量のうち、z≈1における早期型前身銀河に存在する割合はどの程度か。また、明るさと環境に応じてどのように変化するか。
• RQ2 高赤方偏移における回転銀河の光度的性質（明るさと色）は、それらが早期型銀河に進化する可能性にどのように関連しているか。
• RQ3 赤色序列は、現在の早期型銀河の真の前身セットをどの程度正確に代表しているか。
• RQ4 密な環境における形態的変換 timescale は、場所と比較してどの程度異なるか。また、これにより前身の完全性にどのような影響を与えるか。
• RQ5 明るさと光学的色に基づく確率的基準は、早期型銀河の前身である可能性の高い回転銀河を信頼できる確率で同定できるか。

主な発見

• すべての環境を平均した場合、現在の早期型銀河に集積する星の質量のうち、z≈1における早期型前身銀河に存在する割合は50%未塔である。
• 銀河団環境では、z=1時点で約70%の早期型銀河が既に存在しているが、場所では約30%にとどまる。これは、形態的変換が速いためである。
• z≈0.5における大型で赤い回転銀河（MB < -21.5、B-V > 0.7）は、早期型前身である確率が75–95%である一方、同程度の明るさの青い回転銀河では50–75%である。
• 明るさが低い場合（MV > -21）、赤色序列は真の前身セットの良好な代理指標でない。これは、明るい端（MV < -22）では良好な一致を示すが、明るさが低い領域では著しく対応が崩れるためである。
• 回転銀河の前身は、早期型前身よりも青色であることが一般的であるため、それらを除外すると、前身集団の年齢推定がより古く、赤い値に偏る。
• z≈1からz=0にかけて、前身セットの質量は2倍に増加しており、これは高赤方偏移で早期型でないシステムを通じて質量の大部分が集積していることを示している。