[논문 리뷰] Dissecting star-formation in the "Atoms-for-Peace" galaxy: Ultra-Violet Imaging Telescope observations of the post-merger galaxy NGC7252

Koshy George, P. Joseph외 10명|arXiv (Cornell University)|2018. 02. 26.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 58인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 Astrosat 위성의 UVIT를 이용해 붕괴 후 은하인 NGC7252의 별 형성 영역을 맵핑하여, tidal tail와 tidal dwarf galaxy(TDG)에서 공간적으로 분해된 별 형성률(SFR)을 규명한다. 흡수 보정이 없는 상태에서 총 별 형성률은 0.81 ± 0.01 M⊙/yr이며, TDG의 SFR은 국지적 난쟁이 은하와 유사하다. 타원형 꼬리에서 거리에 따라 변화하는 SFR 기울기가 관측되었으며, 이는 융합 과정에서 탈출한 가스의 초기 조건이 다양하기 때문일 것으로 추정된다.

ABSTRACT

The tidal tails of post-merger galaxies exhibit ongoing star formation far from their disks. The study of such systems can be useful for our understanding of gas condensation in diverse environments. The ongoing star formation in the tidal tails of post-merger galaxies can be directly studied from ultraviolet (UV) imaging observations. The post merger galaxy NGC7252 ("Atoms-for-Peace" galaxy) is observed with the Astrosat UV imaging telescope (UVIT) in broadband NUV and FUV filters to isolate the star forming regions in the tidal tails and study the spatial variation in star formation rates. Based on ultraviolet imaging observations, we discuss star formation regions of ages $

연구 동기 및 목표

• 후기 융합 은하인 NGC7252의 타원형 꼬리와 타원형 난쟁이 은하(TDG)에서 공간적으로 분해된 별 형성의 특성을 조사하기 위해.
• 흡수 보정이 필요 없는 초반기 기반의 자료를 사용하기 위해, 자외선(UV) 영상 기반으로 주체와 타원형 구조의 별 형성률(SFR)을 측정하기 위해.
• 타원형 꼬리에서 은하 중심으로부터의 거리에 따른 SFR의 의존성을 탐색하여, 가스 응집의 초기 조건을 조사하기 위해.
• 국지적 난쟁이 은하의 SFR과 금속도를 비교하여 TDG의 성격을 평가하기 위해.
• 흡수 보정이 SFR 추정치에 미치는 영향을 평가하여, 최대 약 10배의 변동 가능성을 보여주기 위해.

제안 방법

• Astrosat 위성의 자외선 영상 망원경(UVIT)을 사용해 NGC7252의 넓은 밴드 NUV 및 FUV 영상 자료를 확보하였다.
• 최근의 대질량 별 형성에 민감한 NUV 및 FUV 대비 과잉 신호를 통해 200 Myr 이내의 별 형성 영역을 식별하였다.
• 표준적인 자외선 빛의 세기와 SFR 간의 교정 관계를 사용하여 SFR을 계산하였으며, Salpeter 초기 질량 함수를 가정하였다.
• FUV와 Hα 기반 SFR 추정치를 비교하여 중심 영역의 흡수를 추정하였으며, 약 2.33 mag의 흡수를 도출하였다.
• 은하 중심으로부터의 거리와 연관된 타원형 꼬리의 SFR 밀도 공간적 변화를 맵핑하였다.
• 후보 TDG(NGC7252E 및 NGC7252NW)의 SFR을 분석하여 국지적 난쟁이 은하의 SFR 분포와 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NGC7252의 타원형 꼬리에서 별 형성률의 공간 분포는 어떻게 되며, 은하 중심으로부터의 거리에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ2 타원형 난쟁이 은하 후보인 NGC7252E와 NGC7252NW의 별 형성률은 얼마이며, 일반적인 국지적 난쟁이 은하와 비교해 어떤가?
• RQ3 흡수 보정이 NGC7252의 유도된 별 형성률에 어떤 영향을 미치며, 보정의 크기는 어느 정도인가?
• RQ4 타원형 꼬리의 SFR 밀도 기울기를 설명할 수 있는 탈출한 가스의 물리적 조건은 무엇인가?
• RQ5 관측된 TDG의 특성(SFR, 금속도)은 융합 과정 중 탈출한 사전에 오염된 가스에서 기인한 것인지 뒷받질하는가?

주요 결과

• 흡수 보정이 없는 상태에서 NGC7252의 총 별 형성률은 0.81 ± 0.01 M⊙/yr이다.
• FUV와 Hα 기반 SFR 추정치를 비교한 결과, NGC7252 중심 영역의 흡수는 약 2.33 mag로 나타나, 상당한 먼지 흡수를 나타낸다.
• 타원형 난쟁이 은하 NGC7252E의 별 형성률은 0.02 M⊙/yr이며, NGC7252NW는 0.03 M⊙/yr로, 모두 국지적 난쟁이 은하의 평균 수준이다.
• 은하 중심으로부터 거리가 증가함에 따라 감소하는 SFR 밀도 기울기가 타원형 꼬리에서 명확히 관측된다.
• SFR 기울기는 융합 과정에서 탈출한 가스의 초기 조건—예를 들어 탈출 시기나 가스 덩어리 질량의 차이—로 인한 것으로 추정된다.
• TDG는 태양 수준의 기체 금속도(12 + log(O/H) = 8.6)를 보이며, 융합 과정 중 탈출한 사전에 오염된 가스에서 기인한 것임을 지지한다.