[論文レビュー] The San Pedro Mártir Planetary Nebula Kinematic Catalogue: Extragalactic Planetary Nebulae

M. G. Richer, J. A. López+9 more|Redalyc (Universidad Autónoma del Estado de México)|Apr 22, 2010

Astronomy and Astrophysical Research参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、サンペドロマルティール天文台の2.1m望遠鏡を用いて、11個のローカルグループ銀河にまたがる211個の明るい銀河間惑星状星雲の高分解能運動学的データを提示する。その結果、[O III] λ5007の線幅が、金属量や年齢にかかわらず、銀河間で顕著に一貫していることが判明した。これは、明るい惑星状星雲が多様な銀河的環境においても、狭い質量範囲の前身星から起源を発するという仮説を支持しており、類似した前身星質量が関与していることを示している。

ABSTRACT

We present kinematic data for 211 bright planetary nebulae in eleven Local Group galaxies: M31 (137 PNe), M32 (13), M33 (33), Fornax (1), Sagittarius (3), NGC 147 (2), NGC 185 (5), NGC 205 (9), NGC 6822 (5), Leo A (1), and Sextans A (1). The data were acquired at the Observatorio Astronómico Nacional in the Sierra de San Pedro Mártir using the 2.1m telescope and the Manchester Echelle Spectrometer in the light of [\ion{O}{3}]$λ$5007 at a resolution of 11 km/s. A few objects were observed in H$α$. The internal kinematics of bright planetary nebulae do not depend strongly upon the metallicity or age of their progenitor stellar populations, though small systematic differences exist. The nebular kinematics and H$β$ luminosity require that the nebular shells be accelerated during the early evolution of their central stars. Thus, kinematics provides an additional argument favoring similar stellar progenitors for bright planetary nebulae in all galaxies.

研究の動機と目的

• 高スペクトル分解能を用いて、多様なローカルグループ銀河における明るい惑星状星雲の内部運動学を測定すること。
• 星団の金属量や年齢に依存して、星雲の運動学的性質が変化するかどうかを評価すること。
• 明るい惑星状星雲が、さまざまな銀河的環境において、狭い範囲の前身星質量から生じるという仮説を検証すること。
• 初期進化段階における星雲殻の加速の役割を、Hβの等級と線幅の相関関係を用いて評価すること。

提案手法

• スペクトルデータは、サンペドロマルティールの国立天文台に所在する2.1m望遠鏡に搭載されたマンチェスター・エシェルスケン・スケンチメーターを用いて取得された。
• [O III] λ5007発光線で、分解能11 km s⁻¹のスペクトルを取得し、一部の標本ではHαも観測した。
• 線幅プロファイルをガウス分布またはその近似として解析し、ドーピング速度分散と運動学的構造を推定した。
• 金属量や星団年齢が異なる銀河間で、運動学的データを比較し、系統的傾向を評価した。
• 線幅、Hβの等級、[O III] λ5007の絶対等級の間の相関関係を定量的に評価し、進化ダイナミクスを推察した。
• 整合性を確認するため、既存の画像的観測および低分解能スペクトルデータと照合した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 明るい惑星状星雲の運動学的性質は、その母星団の金属量に顕著に依存するか？
• RQ2 銀河間惑星状星雲において、星雲のドーピング速度分散は、前身星団の年齢に系統的依存性を示すか？
• RQ3 [O III] λ5007の線幅は、イオン化星雲殻の真の内部運動学をどの程度正確に反映しているか？
• RQ4 星雲の線幅とHβの等級の間に相関関係が認められ、初期進化段階での加速を示唆するか？
• RQ5 明るい惑星状星雲の運動学的性質は、さまざまな銀河的環境において、狭い前身星質量関数を支持するか？

主な発見

• [O III] λ5007の平均線幅は、研究されたすべての銀河で顕著に類似しており、母星団の金属量や年齢に強く依存しない。
• 線幅はHβの等級と顕著な相関を示しており、星雲殻が初期進化段階で加速していることを示唆しており、前身星の年齢や金属量とは無関係である。
• 線幅と酸素同位体濃度、または[O III] λ5007の絶対等級との間に強い相関は認められず、運動学的性質が化学組成や等級単独によって駆動されているとは考えにくい。
• アンドロメダ銀河（M31）では、線幅が銀河中心からの距離が増すにつれて減少しており、星雲殻の半径方向加速と整合的である。
• 矮星銀河では、M31 や M33 よりも線幅の範囲が広く、前身星質量の広がりや進化段階の多様性が関係している可能性がある。
• 多様な環境において線幅が一定であることは、明るい惑星状星雲が、銀河的環境にかかわらず、狭い範囲の前身星質量から生じるという仮説を支持している。