[논문 리뷰] Deep multiband surface photometry on star forming galaxies: II. A volume limited sample of 21 emission lines galaxies

Genoveva Micheva, Göran Östlin외 7명|arXiv (Cornell University)|2012. 08. 27.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 8

한 줄 요약

이 연구는 UBVRI 및 근적외선 HKs 필터를 사용하여 부피한정 샘플인 21개의 발광선은하(19개의 파란 밀집 은하[BCG]와 2개의 나선은하 포함)에 대한 깊은 다밴드 표면광도를 제시한다. UM462에는 μ₀ = 24.1 mag arcsec⁻² 및 hᵣ = 1.5 kpc를 가지는 이전에 발견되지 않은 저표면광도 디스크 성분이 드러났으며, 근적외선 비대칭도는 광학 대비 유의미하게 증가하여 형태학적 계급과 상관관계를 보이며, 색-비대칭도 분석을 통해 다섯 개의 BCG가 융합체로 확인되었다.

ABSTRACT

We present deep surface photometry of a volume--limited sample of 21 UM emission line galaxies in broadband optical UBVRI and near infra-red (NIR) HKs filters. The sample comprises 19 blue compact galaxies (BCGs) and two spirals. For some targets the exposure times are the deepest to date. For the BCG UM462 we observe a previously undetected second disk component beyond a surface brightness level of mu_B=26 mag arcsec^{-2}. This is a true low surface brightness component with central surface brightness mu_0=24.1 mag arcsec^{-2} and scale length h_r=1.5 kpc. All BCGs are dwarfs, with M_B>=-18, and very compact, with an average scale length of h_r~1 kpc. We separate the burst and host populations for each galaxy and compare them to stellar evolutionary models with and without nebular emission contribution. We also measure the A_{180} asymmetry in all filters and detect a shift from optical to NIR in the average asymmetry of the sample. This shift seems to be correlated with the morphological class of the BCGs. Using the color-asymmetry relation, we identify five BCGs in the sample as mergers, which is confirmed by their morphological class. Though clearly separated from normal galaxies in the concentration-asymmetry parameter space, we find that it is not possible to distinguish luminous starbursting BCGs from the merely star forming low luminosity BCGs.

연구 동기 및 목표

• 기존의 등급한정 설문 조사에서 발생하는 편향을 피하기 위해 부피한정, 빛의 강도 완전 샘플인 21개의 발광선은하를 연구하기 위해.
• 깊은 다밴드 영상 기반으로 블루 컴팩트 은하(BCG)와 그 주변 인구의 구조적 및 광도적 성질을 조사하기 위해.
• 관측된 광도를 해석하는 데 있어 이완성 방출과 별의 진화 모델이 차지하는 역할을 평가하기 위해.
• 광학 및 근적외선(NIR) 필터 간의 비대칭도 지표를 분석하여 융합 또는 상호작용 시스템의 형태학적 지표를 규명하기 위해.
• 집중도-비대칭도 파rameters를 사용하여 빛나는 별폭발 BCG와 저광도 성간 형성 BCG를 구별할 수 있는지 판단하기 위해.

제안 방법

• 부피한정 21개의 발광선은하에 대해 깊은 밴드 UBVRI 및 근적외선 HKs 표면광도 측정을 수행하였다.
• Petrosian 반경 기반 비대칭도(Aₚ), Holmberg 유형 비대칭도(A′ₕ), 천체역학적 비대칭도(A_dyn)를 사용하여 구조적 비정상성을 정량화하였다.
• 이sovoltage 피팅과 이미지 스무딩을 적용하여 극히 희미한 특징(μ_B = 27.9 mag arcsec⁻²까지 감지 가능)을 탐지하였다.
• 광학적 분해를 통해 폭발성과 주변 별 인구를 분리하고, 이들의 결과를 이완성 방출을 포함한 별의 진화 모델과 비교하였다.
• 색-비대칭도 관계를 활용하여 은하를 분류하고 잠재적 융합체를 식별하였다.
• 필터 간 비대칭도 경향을 비교하여-dust, 별 구성, 별 형성 활동이 형태학적 지표에 미치는 영향을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 부피한정 BCG 샘플에 대한 깊은 다밴드 광도 측정에서, 저표면광도 성분을 포함한 어떤 구조적 특징이 드러나는가?
• RQ2 BCG의 비대칭도는 광학에서 근적외선 파장으로 이동할 때 어떻게 변화하는가? 이는 그들의 형태학적 특성과 별 형성 활동에 대해 어떤 함의를 갖는가?
• RQ3 색-비대칭도 관계는 이 샘플의 BCG 중 융합 또는 상호작용 시스템을 신뢰성 있게 식별할 수 있는가?
• RQ4 집중도-비대칭도 파라미터 공간에서, 빛나는 별폭발 BCG와 저광도 성간 형성 BCG는 어느 정도 다를 수 있는가?
• RQ5 이완성 방출 기여는 BCG에서 광학적 분해와 별 인구 해석에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• UM462에는 이전에 발견되지 않은 저표면광도 디스크 성분이 확인되었으며, 중심 표면광도 μ₀ = 24.1 mag arcsec⁻², 스케일 길이 hᵣ = 1.5 kpc로, μ_B = 26 mag arcsec⁻²에서 감지 가능하였다.
• 이 샘플의 19개 BCG의 평균 스케일 길이는 hᵣ ≈ 1 kpc이며, M_B ≥ -18 mag로서 그들의 밀집 성격을 확인하였다.
• 근적외선 비대칭도(Aₚ)는 광학 대비 유의미하게 증가하였으며, 대부분의 은하에서 광학의 중앙값 Aₚ ≈ 0.2에서 근적외선의 Aₚ ≈ 0.4로 이동하여, 먼지와 별 구성과 연관된 형태학적 변화를 시사하였다.
• 색-비대칭도 관계를 통해 다섯 개의 BCG가 융합체로 식별되었으며, 그 형태학적 분류에 따라 조우 상호작용 또는 융합 시스템임이 확인되었다.
• Aₚ와 A′ₕ 비대칭도 측정치는 강하게 상관관계가 있었으며(A′ₕ ≈ 0.62 × Aₚ - 0.003), 이는 비대칭도 지표가 구조 분석에서 신뢰할 수 있음을 뒷받침하였다.
• 정상 은하와의 명확한 분리가 농도-비대칭도 공간에서 이루어졌음에도 불구하고, 빛나는 별폭발 BCG와 저광도 성간 형성 BCG는 이 파rameters만으로는 구별되지 않았다.