[논문 리뷰] 2MASS/SDSS Close Major-Merger Galaxy Pairs: Luminosity Functions and Merger Mass Dependence

D. Domingue, C. K. Xu외 2명|ArXiv.org|2009. 01. 28.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 1인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 2MASS 및 SDSS DR5 자료를 이용해 투영 분리거리 5–20 h⁻¹ kpc, ΔKs ≤ 1 mag인 340개의 가까운 주요 병합 은하 쌍을 식별하고, Ks 대역 등급함수와 미분 쌍분율(DPFF)을 유도한다. 별질량 10⁹에서 10¹¹.⁵ M☉ 범위에서 DPFF는 거의 일정하며, 이는 10¹¹ M☉ 이하에서는 질량에 의존하지 않는 약 1.6%의 병합 쌍 비율을 나타내며, 더 질량이 큰 은하에서는 병합률이 감소함을 시사한다.

ABSTRACT

We select a close "major-merger candidate" galaxy pair sample in order to calculate the K_{s} luminosity function (LF) and pair fraction representative of the merger/interaction component of galaxy evolution in the local universe. The pair sample (projected separation 5 h$^{-1}$ kpc $\leq$ r $\leq$ 20 h$^{-1}$ kpc, $K_{s}$-band magnitude difference $Δ$$K_{s}$ $\leq$ 1 mag) is selected by combining the Two Micron All Sky Survey (2MASS) with the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) Data Release 5 (DR5). The resulting data set contains 340 galaxies covering 5800 sq. degrees. A stellar mass function is also translated from the LF. A differential pair fraction displays nearly constant fraction of galaxy pairs as a function of galaxy mass from 10$^{9}$ to 10$^{11.5}$ M$_{\sun}$ . The differential pair fraction is less subject to absolute magnitude bias due to survey limitations than the standard total pair fraction. These results suggest that major-merger candidate pairs in the 0$

연구 동기 및 목표

• 잘 정의된 가까운 주요 병합 후보자 샘플을 이용해 국지 병합률과 은하 질량에 따른 의존성을 정량화하기 위해.
• 전통적인 쌍분율 측정에서의 편향을 보완하기 위해, 볼륨 또는 밝기 제한에 덜 민감한, 미분 쌍분율 함수(DPFF)를 사용하기 위해.
• 주요 병합 쌍의 Ks 대역 등급함수(LF)를 유도하고, 이를 항성 질량 함수로 변환하여 질량 스케일 전반에서 병합률을 평가하기 위해.
• 유도된 병합률을 이론 모델과 이전 연구와 비교하여, 특히 저질량 쌍분율 추세에서의 모순을 해결하기 위해.
• 이전 2MASS/2dFGRS 연구보다 더 큰 크기와 더 깊은 감도를 갖춘 샘플을 사용하여, 군집화와 밝기 완전성과 같은 체계적 편향을 최소화하기 위해.

제안 방법

• 2MASS 및 SDSS 데이터 릴리스 5(DR5) 카탈로그를 조합하여, 투영 분리거리 5 h⁻¹ kpc에서 20 h⁻¹ kpc 사이이며, Ks 대역 등급 차이 ΔKs ≤ 1 mag인 가까운 은하 쌍을 식별한다.
• 조사 범위와 등급 한계를 보정하기 위해 1/Vmax 방법을 사용하여 쌍 샘플의 Ks 대역 등급함수(LF)를 구성한다.
• Kochanek 등(2001)의 총 은하 LF와 비교하여, 등급(질량) 구간에서의 미분 쌍분율(DPFF)을 계산한다.
• Ks 대역 등급함수를 항성 질량 관계를 사용하여 항성 질량 함수로 변환하여 질량 의존성 병합률 분석을 가능하게 한다.
• 이론적 시뮬레이션에서 유도된 병합 시간스케일 모델과 DPFF를 조합하여 국지 병합률(단위 부피당)을 추정한다.
• 샘플을 고립된 쌍과 군집된 쌍으로 나누어 환경 효과가 DPFF에 미치는 영향을 평가함으로써 결과의 탄력성을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 국지 우주(0 < z < 0.1)에서 은하 항성 질량에 따라 변화하는 가까운 주요 병합 은하 쌍의 미분 쌍분율(DPFF)은 어떻게 되는가?
• RQ2 쌍분율은 은하 질량에 따라 달라지며, 특히 10¹¹ M☉ 이하에서는 어떻게 되는가? 이는 이전 연구와 어떻게 비교되는가?
• RQ3 단위 부피당 국지 병합률은 얼마이며, 질량에 따라 어떻게 변화하는가? 특히 M* 이하 및 이상에서 어떻게 되는가?
• RQ4 군집화와 밝기 완전성과 같은 체계적 편향은 이전 연구에서 유도된 등급함수와 DPFF에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 유도된 병합률은 이론 모델과 관측적 추정치와 얼마나 일치하는가?

주요 결과

• 10⁹에서 10¹¹.⁵ M☉의 항성 질량 범위에서 미분 쌍분율(DPFF)은 거의 일정하며, 이는 이 범위 내에서 질량에 따라 쌍 형성 확률에 유의미한 의존성이 없음을 시사한다.
• 10¹¹ M☉ 이하의 은하에서 전체 쌍분율은 약 1.6%이며, Bell 등(2006)과 XSH의 이전 추정치와 일치한다.
• 10¹¹ M☉ 이상의 질량을 가진 은하에서는 단위 부피당 병합률(R_V)이 감소하며, 대부분의 병합이 저질량 시스템에서 발생함을 시사한다.
• 국지 병합의 90% 이상이 질량 < 10¹¹ M☉인 은하들에서 발생하는 것으로 추정되며, 이는 저질량 시스템이 병합 활동에서 지배적임을 강조한다.
• 이전 2dFGRS 기반 연구(XSH)와의 모순을 해결하기 위해, 이 연구는 군집화와 밝기 완전성 편향이 이전 분석에서 저질량에서 DPFF가 인위적으로 감소하는 원인이 되었을 가능성을 밝혀냈다.
• 이 연구는 더 큰 샘플 크기와 더 깊은 등급 한계 덕분에, 특히 어두운 부분에서 1/Vmax 등급함수의 편향이 최소화되어 더 탄탄하고 평탄한 DPFF를 도출하였다.