[논문 리뷰] A new HI catalog of Low Surface Brightness galaxies out to z=0.1 - Tripling the number of massive LSB galaxies Known

K. O’Neil, G. D. Bothun외 2명|ArXiv.org|2004. 06. 23.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 60인용 수 31

한 줄 요약

이 연구는 아레시보 및 나이앙 라디오 천체망원경을 사용하여 116개의 저표면 밝기(_LSB_) 은하에 대한 새로운 H I 목록을 제시한다. 이 중 70%인 81개의 은하에서 H I를 검출하였다. 이 연구는 기존에 알려진 것보다 3배 이상 많은 질량이 큰 LSB 은하(M_HI ≥ 10^10 M☉)를 특정하여, 이들 시스템이 38개로 확인되었으며, 이는 이전에 약 18개 뿐이 알려져 있었던 것과 대비된다. 이는 질량이 큰 LSB 은하가 바리온 질량에 기여하는 데 중요한 역할을 하며, LSB 은하가 낮은 질량의 천체로 간주되는 것에 대한 가정을 도전하는 결과이다.

ABSTRACT

Using both the Arecibo 305m and the Nancay decimetric 100-m class radio telescopes, we have observed the HI line of 116 Low Surface Brightness (LSB) galaxies from the Bothun et al. 1985 subset of LSB galaxies in the Uppsala General Catalog. The observations had a detection rate of 70%, resulting in the new determination of HI properties for 81 galaxies. Surprisingly, roughly half of the detected objects (38) have M_HI >= 10^10 M_sol, placing them into the category of massive LSB galaxies. As previously only ~18 of these `Malin 1 cousins' were known, our results have more than tripled the number of these fascinating and enigmatic systems known. Combining our results with previous studies done on the Bothun et al. catalog results in a well-defined catalog of HI properties of 526 LSB galaxies ranging in redshift space from 0 <= z <= 0.1. With this catalog in hand, we have been able to explore the parameter space occupied by LSB galaxies more completely than has been previously possible. In agreement with previous studies, our results show LSB galaxies with some of the most extreme properties of disk galaxies, including M_HI/L_B ratios often exceeding 10 M_sol/L_sol,B.

연구 동기 및 목표

• z = 0.1 이하까지 저표면 밝기(_LSB_) 은하의 H I 함량 측정 가능성을 확장하기 위해.
• 보투운 등(1985)의 목록에서 잘 정의된 하위집단을 기반으로 하여 LSB 은하의 H I 성질을 규명하기 위해.
• 이전에 부족하게 세어진 질량이 큰 LSB 은하(M_HI ≥ 10^10 M☉)의 퍼짐과 질량 분포를 평가하기 위해.
• 바리온 질량 함수의 이해를 향상시키고, LSB 은하가 천체우주의 바리온 예산에서 차지하는 역할을 분석하기 위해.
• 특히 질량이 큰 LSB 은하가 관측 편향으로 인해 빈도 조사에서 부족하게 나타나는가를 검증하기 위한 가설을 시험하기 위해.

제안 방법

• 305m 아레시보 천체망원경과 100m 나이앙 라디오 천체망원경을 사용하여 깊은 H I 21 cm 선 관측을 수행하였다.
• 업스알라 일반 목록의 보투운 등(1985) 하위집단에서 선별된 116개의 LSB 은하를 대상으로 하였다.
• 표준 라디오 간섭계 및 단일망원경 H I 선 검출 기법을 적용하여 H I 선 유량, 시스템적 적색편이, 선 너비를 측정하였다.
• 표준 공식을 사용하여 H I 질량(M_HI)을 계산하였다: M_HI = 2.8 × 10^5 × D^2 × ∫S dv, 여기서 D는 Mpc 단위의 거리이고, ∫S dv는 Jy km/s 단위의 통합 유량이다.
• LEDA 및 NED의 광학적 적색편이와 형상 데이터를 사용하여 소스 파rameter를 교차 확인하고 보완하였다.
• 이전의 조사 결과와 결합하여, 0 ≤ z ≤ 0.1 범위 내에서 총 526개의 LSB 은하를 포함하는 종합적인 H I 목록을 구축하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 지역 우주(z ≤ 0.1) 내에서 질량이 큰 LSB 은하(M_HI ≥ 10^10 M☉)는 얼마나 존재하는가? 이는 이전 추정치와 어떻게 비교되는가?
• RQ2 LSB 은하는 지역 H I 질량 함수와 총 바리온 질량 밀도에 얼마나 기여하는가?
• RQ3 저표면 밝기와 높은 M_HI/L_B 비율로 인해, 질량이 큰 LSB 은하가 빈도 조사에서 체계적으로 빠지지 않는가?
• RQ4 H I 질량과 동역학적 질량이 고표면 밝기(HSB) 은하와 비교하여 LSB 은하에서 어떻게 분포되어 있는가?
• RQ5 LSB 은하의 H I 성질은 현재의 은하 형성 및 진화 모델을 지지하는가, 아니면 도전하는가?

주요 결과

• 이 조사에서 H I 검출률은 70%에 달하여 관측된 116개의 LSB 은하 중 81개에서 H I 성질이 확인되었다.
• 검출된 은하 중 38개(47%)는 H I 질량이 ≥ 10^10 M☉로, 질량이 큰 LSB 은하로 분류된다.
• 이 결과는 이전에 알려진 질량이 큰 LSB 은하의 수를 3배 이상 늘렸으며, 이는 이 연구 이전에 약 18개 뿐이 알려져 있었던 것과 대비된다.
• 종합 목록에는 z = 0.1까지의 적색편이를 가진 총 526개의 LSB 은하가 포함되어 있어, LSB 은하의 매개변수 공간을 더 완전히 탐색할 수 있게 되었다.
• 많은 LSB 은하가 10 M☉/L☉,B를 초과하는 극단적인 M_HI/L_B 비율을 보이며, 이는 이들이 가장 H I가 풍부한 디스크 은하 중 하나임을 확인한다.
• 이 연구는 질량이 큰 LSB 은하가 희귀한 것이 아니라, 특히 빈도 조사에서 관측 편향으로 인해 이전에 간과되었음을 드러냈다.