[論文レビュー] The VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS). Star formation history of passive galaxies

M. Siudek, K. Małek+37 more|arXiv (Cornell University)|May 18, 2016

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 92被引用数 22

ひとこと要約

本研究では、赤方偏移範囲 0.4 < z < 1.0 の VIPERS 合成スペクトルを用いて、非活性赤銀河の星形成歴を追跡している。D4000 および Hδ_A 指標を分析した結果、質量の大きな銀河は z_form ≈ 1.7 で星形成を開始したのに対し、質量の小さい銀河は z_form ≈ 1.0 で星形成を開始したことが判明し、より大きな系に古くから存在する集団を示すダウンサイズのシナリオを支持する。

ABSTRACT

We trace the evolution and the star formation history of passive galaxies, using a subset of the VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS). We extracted from the VIPERS survey a sample of passive galaxies in the redshift range 0.4

研究の動機と目的

• 中赤方偏移データを用いて、過去 80 億年間にわたり非活性赤銀河の星形成歴を追跡すること。
• 広い赤方偏移範囲にわたる純粋な非活性銀河のサンプル選定における汚染および完全性の問題を解決すること。
• 合成モデルと比較することで、形成赤方偏移および星族年齢を制約するため、D4000 および Hδ_A といったスペクトル指標を検証すること。
• 独立した年齢指標を用いて、銀河進化におけるダウンサイズのシナリオの整合性を検証すること。
• z ≈ 0.4–1.0 の非活性銀河における形成赤方偏移–星質量関係を確立し、局所的観測と比較すること。

提案手法

• VIPERS から、0.4 < z < 1.0 および 10.00 < log(M_star/M☉) < 12.00 の範囲で、進化する U-V 色カットと品質カットを用いて、純粋かつ完全な非活性赤銀河のサンプル（3,991 個）を抽出した。
• 銀河の星質量および赤方偏移の狭いビンに分けてスペクトルをスタックし、スペクトル特徴の正確な測定に寄与する信号対雑音比を向上させた。
• スタックされたスペクトルから D4000_n ブレークおよび Hδ_A リック指数を測定し、星族の性質に対する年齢に敏感な指標とした。
• 観測された指標の傾向を合成星族モデルのグリッドと比較し、単一爆発仮定の下で形成赤方偏移 (z_form) を推定した。
• 2 つの独立した年齢指標（D4000 および Hδ_A）を用いて、形成赤方偏移推定値の妥当性を検証し、一貫性を評価した。
• D4000 および Hδ_A が質量および赤方偏移に与える影響を連続的に把握するため、局所の SDSS データ（z ≈ 0.2）を分析に含めた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 z ≈ 0.4 から z ≈ 1.0 の間で、非活性赤銀河の星族年齢は赤方偏移および星質量とともにどのように変化するか？
• RQ2 中赤方偏移領域における非活性赤銀河の形成赤方偏移（z_form）は、星質量に依存してどのように変化するか？
• RQ3 D4000 および Hδ_A 指標は、一貫した星形成歴を反映しており、これらが年齢指標としての妥当性を保証しているか？
• RQ4 非活性銀河の形成赤方偏移–星質量関係は、z ≈ 1 から現在にかけて一貫しているか？
• RQ5 観測された傾向は、銀河進化におけるダウンサイズのシナリオをどのように支持または挑戦するか？

主な発見

• D4000_n 指標は赤方偏移とともに増加しており、非活性銀河内の星族が高赤方偏移で年老いていることを示している。
• Hδ_A 指標は赤方偏移とともに減少しており、年老いた星族が弱いバルマー吸収線を示していることを確認している。
• D4000_n および Hδ_A 両方とも、星質量に対して強く、ほぼ線形の依存関係を示しており、質量の大きな銀河はより古くから存在する星族を持つ。
• 質量の大きな非活性銀河（log(M_star/M☉) > 11）の形成赤方偏移は z_form ≈ 1.7 と推定されたが、質量の小さい銀河では z_form ≈ 1.0 であった。
• D4000_n および Hδ_A から得られる z_form 推定値の整合性は、銀河形成におけるダウンサイズのシナリオを強く支持する。
• D4000_n および Hδ_A の質量依存性の形状は、z ≈ 0.2 から z ≈ 1.0 にかけて顕著な進化を示さず、時間的に安定した形成パターンが維持されていることを示している。