[論文レビュー] Young massive star clusters in nearby galaxies. I. Identification and general properties of cluster systems

Soeren S. Larsen, T. Richtler|arXiv (Cornell University)|Feb 16, 1999

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、21個の近隣済みの渦巻銀河において、UBVRI+Halpha CCD光度測定を用いて若年で高質量の星団（YMCs）を同定し、団の豊富さに広いばらつきがあり、爆発的ピークを示さない継続的な形成が見られることが明らかになった。主な発見は、Halphaの明るさと一致する半径方向分布、形態的タイプ依存性のなさ、および銀河全体で継続的なYMC形成が行われていることである。

ABSTRACT

Using ground-based UBVRI+Halpha CCD photometry we have been carrying out a search for young massive star clusters (YMCs) in a sample consisting of 21 nearby spiral galaxies. We find a large variety concerning the richness of the cluster systems, with some galaxies containing no YMCs at all and others hosting very large numbers of YMCs. Examples of galaxies with poor cluster systems are NGC 300 and NGC 4395, while the richest cluster systems are found in the galaxies NGC 5236, NGC 2997 and NGC 1313. The age distributions of clusters in these galaxies show no obvious peaks, indicating that massive star clusters are formed as an ongoing process rather than in bursts. This is in contrast to what is observed in starbursts and merger galaxies. The radial distributions of clusters follow the Halpha surface brightness. For the galaxies in our sample there is no correlation between the morphological type and the presence of YMCs

研究の動機と目的

• 21個の近隣済みの渦巻銀河のサンプルにおいて、若年で高質量の星団（YMCs）を同定すること。
• YMCシステムの一般的な性質、すなわち豊富さ、年齢分布、および半径方向構造を特徴づけること。
• YMC形成が爆発的であるか継続的であるかを、特に星形成爆発銀河や合体銀河と比較して調査すること。
• 銀河の形態的タイプとYMCの存在との相関を評価すること。
• 星形成トレーサー（例：Halpha放射）と相対する星団の空間的分布を特定すること。

提案手法

• 21個の近隣済みの渦巻銀河に対して地上望遠鏡を用いたUBVRI+Halpha CCD光度測定を実施し、YMC候補の検出と分析を行った。
• 光度測定データを用いて、星団の年齢、明るさ、色を推定し、青色の色とHalpha放射に基づいて若年で高質量の星団を同定した。
• 星団の半径方向分布を分析し、Halpha表面輝度マップと比較することで、継続的星形成領域との空間的相関を評価した。
• 星団の年齢分布を構築し、形成が爆発的であるか連続的であるかを特定した。
• 銀河を形態的タイプで分類し、YMCの存在がハッブルタイプと相関するかを検討した。
• 観測された相関や分布の有意性を評価するための統計的分析を実施した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 21個の近隣済みの渦巻銀河において、若年で高質量の星団（YMCs）はどのように分布しているか？
• RQ2 YMCの年齢分布には、形成の爆発的ピークの兆候があるか、それとも連続的形成の兆候があるか？
• RQ3 これらの銀河において、YMCの半径方向分布はHalpha表面輝度とどのように比較されるか？
• RQ4 銀河の形態的タイプとYMCの存在との間に相関があるか？
• RQ5 YMCシステムは、過去の星形成爆発イベントではなく、継続的星形成をどれほど反映しているか？

主な発見

• サンプルに含まれる銀河は、YMCの豊富さに広いばらつきを示しており、検出不能なYMCを有するもの（例：NGC 300、NGC 4395）から非常に多数のYMCを有するもの（例：NGC 5236、NGC 2997、NGC 1313）まで多様である。
• 星団の年齢分布には明確なピークが認められず、高質量星団形成が離散的な爆発的イベントではなく、継続的なプロセスであることが示唆された。
• YMCの半径方向分布はHalpha表面輝度と密接に一致しており、継続的星形成領域と強い空間的相関があることが示された。
• 銀河の形態的タイプとYMCの存在との間に有意な相関は認められず、YMC形成がハッブルタイプに強く依存していないことを示唆した。
• 星形成爆発銀河や合体銀河の観測結果とは対照的に、年齢分布にピークがないことから、静穏な渦巻銀河ではYMC形成が継続的であることが支持された。
• これらの銀河におけるYMCシステムは、単一の形成期に支配されていないため、持続的で長期にわたる高質量星団形成の考えを強化した。