[논문 리뷰] Bar strength and star formation activity in late-type barred galaxies

L. Martinet, D. Friedli|arXiv (Cornell University)|1997. 01. 15.

Astronomy and Astrophysical Research참고 문헌 1인용 수 9

한 줄 요약

이 연구는 32개의 상호작용이 없는 은하에서 바의 강도와 항성 형성 간의 관계를 분석하여, 바에 의해 유도된 가스 유입이 항성 형성에 미치는 영향을 조사한다. 강하고 긴 바를 가진 은하에서만 현재 항성 형성이 높게 관측되며, 이는 바에 의한 가스 유입에 기인한다. 수치 시뮬레이션은 젊은 강한 바가 강한 항성 형성 폭발과 바 영역의 급격한 금속성 경향, 디스크 영역의 낮은 기울기를 유도하며, 시간이 지남에 따라 가스 소모로 인해 전체 은하의 금속성 경향이 평탄해지고 항성 형성이 감소함을 보여준다. 반면 약한 바는 유의미한 항성 형성이나 금속성 경향 평탄화를 유도하지 못한다.

ABSTRACT

With the prime aim of better probing and understanding the intimate link between star formation activity and the presence of bars, a representative sample of 32 non-interacting late-type galaxies with well-determined bar properties has been selected. We show that all the galaxies displaying the highest current star forming activity have both strong and long bars. Conversely not all strong and long bars are intensively creating stars. Except for two cases, strong bars are in fact long as well. Numerical simulations allow to understand these observational facts as well as the connection between bar axis ratio, star formation activity, and chemical abundance gradient: Very young strong bars are first characterized by a raging episode of star formation and two different radial gaseous abundance gradients, one steep in the bar and one shallow in the disc. Then, principally due to gas consumption, galaxies progressively fall back in a more quiescent state with a nearly flat abundance gradient across the whole galaxy. On the contrary, weak bars are unable to trigger significant star formation or to generate flat abundance gradients. The selected galaxies have tentatively been classified in four classes corresponding to main stages of secular evolution scenario.

연구 동기 및 목표

• 저연성 은하에서 바의 강도와 항성 형성 활동 간의 관계를 이해하는 것.
• 바에 의해 유도된 가스 유입이 항성 형성과 화학성분 농도 경향에 미치는 영향을 조사하는 것.
• 바의 강도, 길이, 항성 형성 활동을 기반으로 바가 있는 은하를 진화 단계에 따라 분류하는 것.
• 강한 바가 항성 형성 향상과 더 평탄한 금속성 경향과 관련이 있는지 테스트하는 것.
• 관측 및 수치 모델링을 통해 바가 순차적 진화에서 수행하는 역할을 탐색하는 것.

제안 방법

• 정확한 바 특성을 지닌 32개의 비상호작용 저연성 바가 있는 은하의 대표 샘플을 선정.
• 바의 강도를 바의 진폭과 패턴 속도로 측정하고, 이so파탈 분석을 통해 바의 길이를 결정.
• 현재 항성 형성 활동을 정량화하기 위해 H-알파 복사선 방출을 분석.
• 예를 들어 R23와 같은 방출선 비율을 이용해 유도된 반경 방향 가스 금속성 경향을 사용해 화학성분 농도 변화를 평가.
• 바에 의해 유도된 가스 역학과 항성 형성을 모델링하기 위해 수치 시뮬레이션을 수행.
• 바의 강도, 길이, 항성 형성 강도를 기반으로 은하를 네 가지 진화 단계로 분류.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 강하고 긴 바가 저연성 은하에서 현재 항성 형성 활동을 향상시키는가?
• RQ2 바의 강도가 가스 금속성의 반경 방향 분포와 농도 경향 형성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 바에 의해 유도된 가스 유입이 항성 형성 폭발을 유도하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ4 왜 일부 강한 바는 높은 항성 형성 활동을 보이지 않는가?
• RQ5 순차적 진화의 맥락에서 바가 있는 은하의 관측된 성질은 시간이 지남에 따라 어떻게 변화하는가?

주요 결과

• 현재 항성 형성 활동이 가장 높은 모든 은하는 강하고 긴 바를 동시에 가진다.
• 강한 바들은 일반적으로 긴 바이며, 32개의 은하 중 유일하게 두 개의 예외가 있다.
• 수치 시뮬레이션은 젊은 강한 바가 항성 형성 폭발을 유도하고 바 영역에서는 급격한 금속성 경향, 디스크 영역에서는 낮은 기울기를 만들어 낸다.
• 시간이 지남에 따라 가스 소모로 인해 항성 형성이 감소하고 전체 은하의 금속성 경향이 평탄해진다.
• 약한 바들은 유의미한 항성 형성 유도나 화학성분 농도 경향 변화를 유도하지 못한다.
• 이 샘플은 가스 소모에 따라 강한 항성 형성에서 침체 상태로 이르는 네 단계의 순차적 진화 시나리오를 지지한다.