[논문 리뷰] Dynamics of blue compact galaxies, as revealed by their H$\\alpha$ velocity fields II. Mass models and the starburst triggering mechanism

Göran Östlin, P. Amram외 4명|arXiv (Cornell University)|2001. 06. 11.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 73인용 수 79

한 줄 요약

이 연구는 ESO 라 실라 관측소에서의 스캐닝 파브리-페로 간섭계 및 다중파장 광도측정을 이용해 여섯 개인 밝은兰색 균열은하(BCG)와 두 개의 보조은하에 대해 Hα 속도장과 질량 모델을 분석한다. 연구 결과, 절반 정도의 BCG는 회전 지원으로는 충분하지 않으며, 이는 역학적 교란 또는 암흑물질의 존재를 시사한다. 형태학적 및 운동학적 특성은 주로 저질은하 융합이 이들의 성층 활동을 유도하는 주요 원인임을 지적한다.

ABSTRACT

The H$\\alpha$ velocity fields of a sample of six luminous blue compact galaxies (BCGs) and two companions have been obtained by observations with a scanning Fabry-Perot interferometer. The Fabry-Perot images, velocity fields and rotations curves have been presented in a previous paper (Paper I). In general, the velocity fields are irregular and often contain secondary dynamical components, but display overall rotation. The two companions have more regular velocity fields and rotation curves. In this article we analyse the velocity fields and dynamics together with the morphology of the studied BCGs, and present detailed mass models. In addition, we model the stellar mass content by means of multicolour surface photometry and spectral evolutionary synthesis analysis. By comparison of the masses of stars and those derived from the rotation curve, we show that about half of the galaxies cannot be supported by rotation alone. The morphology and dynamics of the BCGs suggest that the starburst activity in these galaxies are most likely triggered by mergers involving gas-rich dwarf galaxies and/or massive gas clouds.

연구 동기 및 목표

• Hα 속도장을 이용해 밝은兰색 균열은하(BCG)의 역학적 질량 분포를 규명하는 것.
• BCG 내에서 별집단과 암흑물질이 총 질량 예산에 기여하는 정도를 평가하는 것.
• 운동학적 및 형태학적 특징을 분석하여 성층 활동의 기원을 조사하는 것.
• 관측된 속도장을 뒷받침하기 위해 단순한 회전만으로 충분한지, 또는 속도 분산이나 비평형 역학적 동역학과 같은 추가적 지지 메커니즘이 필요한지 테스트하는 것.
• 가스가 풍부한 낮은 질량의 보조은하와의 상호작용이 BCG 내 성층 활동을 유도하는 데 어떤 역할을 하는지 평가하는 것.

제안 방법

• ESO 라 실라 관측소에서 스캐닝 파브리-페로 간섭계를 이용해 고해상도 Hα 속도장을 확보하였다.
• Hα 속도장에서 회전곡선을 구축하여 역학적 질량 분포를 추론하였다.
• 광학 및 적외선 표면광도측정과 스펙트럼 에너지 분포(SED) 합성 모델을 융합하여 별질량 구성 요소를 모델링하였다.
• 별, 가스, 암흑물질 허브의 기여를 포함한 다성분 질량 모델을 수립하였다.
• 속도 분산 측정값(σHα = 35–80 km/s)을 사용하여 중력잠재력 내 비회전 지지 정도를 평가하였다.
• 희미한 등하나선까지 분석하여 비대칭성과 상호작용의 징후를 식별하기 위해 은하 형태를 분석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 BCG 내에서 관측된 회전 속도는 단순히 회전 지지로 설명될 수 있는가, 아니면 추가적인 역학적 지지가 필요한가?
• RQ2 젊은 성층 별집단과 오래된 별집단이 총 별질량과 빛의 밝기에 비해 각각 얼마나 기여하는가?
• RQ3 이 시스템 내에서 암흑물질 허브가 중력잠재력에 얼마나 기여하는가?
• RQ4 BCG와 그 보조은하의 운동학적 및 형태학적 특성이 융합 유도 성층 모델을 지지하는가, 아니면 반박하는가?
• RQ5 가스가 풍부한 낮은 질량의 보조은하가 관측된 성층 활동을 유도하는 데 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 약 절반의 BCG는 관측된 회전 속도가 중력 붕괴를 균형 잡기에는 부족하여 단순히 회전으로는 지지되지 않는다.
• Hα 속도장은 대규모 이상성과 보조 성분(역방향 회전 포함)을 보이며, 이는 역학적 교란을 시사한다.
• 통합 별집단(성층 + 오래된 별)의 별질량-빛비율(M/LV)은 약 1이며, 이는 오래된 별집단이 질량 예산을 주로 차지하고 있음을 나타낸다.
• 젊은 성층 별집단은 총 별질량의 1–5%만 기여하지만, 광학 빛의 대부분을 차지한다.
• 두 개의 BCG에서는 Hα 회전곡선 범위 내에서 암흑물질에 대한 직접적 증거를 확보하였고, 다른 두 곳에서는 약간의 증거를 발견하였다.
• 형태 분석 결과, 별과 가스에서 대규모 비대칭성이 뚜렷하게 나타나며, 상호작용이 최근 또는 현재 진행 중임을 시사하는 명백한 징후가 있다. 이는 성층 활동의 기원이 융합에 기인함을 지지한다.