[論文レビュー] The ultraviolet properties of Luminous Infrared Galaxies at z ~ 0.7: is there any evolution in their dust attenuation?

V. Buat, D. Marcillac+6 more|ArXiv.org|Mar 1, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 41被引用数 27

ひとこと要約

本研究は、GALAXYとスパitzer/MIPSデータを用いて、z ~ 0.7における190個の明るい赤外銀河（LIRGs）の遠紫外（FUV）および全赤外（TIR）の等価光度を測定し、チリの減光の進化を評価した。その結果、局所のLIRGsと比較して平均FUVチリ減光が約0.5 magわずかに減少していることが判明した。これは、赤方偏移に伴う全体的な減光の増加ではなく、光度駆動型のチリ進化と整合的である。

ABSTRACT

The TIR and FUV luminosity functions of galaxies and the related luminosity densities rho(TIR) and rho(FUV) are known to evolve from z=0 to z~1 but with a different rate: the galaxy populations appear brighter in the past at both wavelengths but the evolution in TIR is larger than in FUV. It leads to an increase of the ratio of TIR to FUV luminosity densities rho(TIR)/rho(FUV) which can be interpreted as a global increase of the dust attenuation from z=0 to z~1. Our aim is to understand the origin of this increase. We focus on infrared galaxies with L(TIR>10^{11} Lsun at z~0.7 observed by SPITZER/MIPS and we measure their UV emission at 2310 A from GALEX. These Luminous InfraRed Galaxies (LIRGs) represent the bulk of the TIR luminosity density at intermediate redshift. Some evolution of L(TIR)/L(FUV) and therefore of dust attenuation is found for these galaxies: LIRGs at z=0.7 span a larger range of L(TIR)/L(FUV) ratios than at z=0 and their mean dust attenuation at FUV is found ~0.5 mag lower than for their local counterparts. The decrease of dust attenuation is found lower than that reported in other studies for bright galaxies selected in UV rest-frame at z=1 and 2. From a semi-quantitative analysis we find that the slight decrease of dust attenuation for LIRGs at z=0.7 remains consistent with the increase of rho(TIR)/rho(FUV) with redshift.

研究の動機と目的

• 赤方偏移z ~ 0.7における明るい赤外銀河（LIRGs）のチリ減光が赤方偏移とともに進化するかどうかを調査すること。
• z=0からz~1にかけて観測されたTIR対FUV光度密度比（ρTIR/ρFUV）の増加の原因を特定すること。
• チリ減光の進化が、光度依存性に起因するのか、それとも高赤方偏移における銀河の性質の本質的変化に起因するのかを特定すること。
• z~0.7のLIRGsのFUV対TIR光度比（LTIR/LFUV）を、同じ方法で選別された局所のLIRGsと比較し、進化効果を分離すること。
• 観測された宇宙の星形成率密度の進化が、ボロメトリック光度に比例したチリ減光スケーリングのみで説明可能かどうかを評価すること。

提案手法

• Spitzer/MIPS調査から、LTIR ≥ 10^11 L☉ を満たすz ~ 0.7における190個のLIRGsを選択した。
• GALEX画像を用いて、1500 Å付近の静止系FUV光度を測定した。検出率は83%であった。
• 標準減光則を仮定して、チリ減光のトレーサーとして静止系のLTIR/LFUV比を計算した。
• 赤方偏移進化を分離するために、z~0.7のLIRGサンプルを、同じ赤外域で選別された局所のLIRGサンプルと比較した。
• 既知のチリ減光とボロメトリック光度（Lbol）との関係を用いて、期待される進化をモデル化した。
• 半定量的分析を実施し、観測されたρTIR/ρFUVの進化が、光度依存性チリ減光のみで説明可能かどうかを検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z ~ 0.7におけるLIRGsのチリ減光は、同様の赤外光度を有する局所のLIRGsと異なるか？
• RQ2 z=0からz~1にかけて観測されたρTIR/ρFUVの増加は、光度依存性チリ減光に起因する割合がどれほど大きく、全体的な進化に起因する割合がどれほどか？
• RQ3 z=1–2におけるUV選別銀河で観測されたチリ減光の低下は、ρTIR/ρFUVの進化と整合的か？
• RQ4 z~0.7におけるLIRGsのLTIR/LFUV比の分布は、局所のLIRGsと比較して、チリ減光のばらつきの面でどのように異なるか？
• RQ5 観測された宇宙の星形成率密度の進化は、固定光度における全体的減光の増加を必要とせず、光度依存性チリ減光のみで説明可能か？

主な発見

• z~0.7のLIRGsの83%がFUVバンドで検出された。これは、これらの系に顕著な非遮へい星形成が存在することを示している。
• z~0.7のLIRGサンプルは、局所のサンプルと比較して、LTIR/LFUV比の分布が広がっており、チリ減光の多様性が大きいことを示している。
• z~0.7のLIRGsにおける平均LTIR/LFUV比は、局所のLIRGsより0.2デシベル低い。これは、平均FUVチリ減光が約0.5 mag低下していることを示している。
• 観測されたチリ減光の低下は、z=1–2におけるUV選別銀河で報告された値よりも小さい。これは、異なる選別バイアスに起因する可能性がある。
• z=0からz~0.7にかけてのρTIR/ρFUVの進化は、局所で見いだされた光度依存性チリ減光関係と整合的である。
• 赤方偏移に伴う銀河の固有の明るさの増加に加え、光度依存性チリ減光が関与することで、固定光度における全体的減光の増加を仮定しなくても、観測されたρTIR/ρFUVの増加を説明できる。