[논문 리뷰] Evolution along the sequence of S0 Hubble types induced by dry minor mergers. I - Global bulge-to-disk structural relations

M. C. Eliche‐Moral, A. César González‐García외 5명|arXiv (Cornell University)|2012. 09. 04.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 102인용 수 28

한 줄 요약

이 연구는 건조한 미소 및 중간 크기의 합병이 구조적 진화를 이끌 수 있음을 보여주며, 허블 시퀀스(S0c → S0b → S0a)를 따라 S0은하의 진화를 이끌 수 있지만, 부두와 디스크의 스케일 길이 간의 관측된 결합 관계를 손상시키지 않는다. N-체 시뮬레이션을 통해 이러한 합병이 부두 성장을 유도하지만 부두와 디스크 스케일 길이 비율을 유지함으로써, 관측에서 이러한 비율과 허블 유형 간의 상관관계가 없는 것을 설명한다.

ABSTRACT

Recent studies have argued that galaxy mergers are not important drivers for the evolution of S0's, on the basis that mergers cannot preserve the coupling between the bulge and disk scale-lengths observed in these galaxies and the lack of correlation of their ratio with the S0 Hubble type. We investigate whether the remnants resulting from collision-less N-body simulations of intermediate and minor mergers onto S0 galaxies evolve fulfilling global structural relations observed between the bulges and disks of these galaxies. Different initial bulge-to-disk ratios of the primary S0 have been considered, as well as different satellite densities, mass ratios, and orbits of the encounter. We have analysed the final morphology of the remnants in images simulating the typical observing conditions of S0 surveys. We derive bulge+disk decompositions of the final remnants to compare their global bulge-to-disk structure with observations. We show that all remnants present undisturbed S0 morphologies according to the prescriptions of specialized surveys. The dry intermediate and minor mergers induce noticeable bulge growth (S0c --> S0b and S0b --> S0a), but affect negligibly to the bulge and disk scale-lengths. Therefore, if a coupling between these two components exists prior to the merger, the encounter does not break this coupling. This fact provides a simple explanation for the lack of correlation between the ratio of bulge and disk scale-lengths and the S0 Hubble type reported by observations. These models prove that dry intermediate and minor mergers can induce global structural evolution within the sequence of S0 Hubble types compatible with observations, meaning that these processes should not be discarded from the evolutionary scenarios of S0's just on the basis of the strong coupling observed between the bulge and disk scale-lengths in these galaxies (abridged).

연구 동기 및 목표

• 건조한 미소 및 중간 크기의 합병이 허블 시퀀스를 따라 S0은하의 전반적 구조적 진화를 일으킬 수 있는지 조사하기 위해.
• 이러한 합병이 실제 S0은하의 핵심 특징인 부두의 유효 반경과 디스크 스케일 길이 간의 관측된 결합 관계를 유지하는지 테스트하기 위해.
• 합병에 의한 부두 성장과는 대조적으로 부두-디스크 스케일 길이 비율과 허블 유형 간의 상관관계가 없는 현상 간의 명백한 모순을 해결하기 위해.
• 이러한 합병 잔여물이 현재의 관측 조사에서 흐트러지지 않은 S0로 분류될 수 있는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 다양한 초기 부두-디스크(B/D) 비율을 가진 S0은하에 건조한 중간 및 미소 합병을 위한 충돌 없는 N-체 시뮬레이션을 수행하였다.
• 다양한 위성 질량 비율(1:6, 1:9, 1:18), 궤도 파rameter(근점 거리, 기울기), 그리고 위성의 밀도를 탐색하였다.
• S0 조사의 일반적인 관측 조건을 반영하여 최종 은하 형상이 어떻게 나타나는지 시뮬레이션하여 tidal 특징의 탐지 가능성 평가를 수행하였다.
• 시뮬레이션된 이미지에 부두 + 디스크 분해를 수행하여 구조적 매개변수를 추출하였다: 유효 반경(re), 스케일 길이(hD), 세르시 지수(n), B/T 비율.
• 부두-디스크 구조적 결합 관계의 유지 여부를 시험하기 위해 re/hD 비율의 진화를 분석하였다.
• 시뮬레이션 잔여물과 관측된 S0은하를 n–B/T 도표에서 비교하고, 조사 유사 기준을 사용하여 형상 분류를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 건조한 미소 및 중간 크기의 합병이 부두-디스크 구조적 결합 관계를 손상시키지 않고 S0c에서 S0a로의 형상 진화를 일으킬 수 있는가?
• RQ2 건조한 합병이 S0 잔여물의 부두 유효 반경과 디스크 스케일 길이의 비율을 어느 정도 변화시키는가?
• RQ3 부두-디스크 스케일 길이 비율과 허블 유형 간의 상관관계가 관측되지 않는 이유는 무엇인가, 비록 그들의 구조적 매개변수 간에 강한 결합 관계가 존재함에도 불구하고?
• RQ4 건조한 합병의 잔여물은 합병 후 1–2 Gyr가 지나도 일반적인 S0 조사에서 흐트러지지 않은 것으로 보일 수 있는가?
• RQ5 궤도 파rameter(예: 근점 거리)는 S0 합병에서 부두 성장과 구조적 진화에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 모든 시뮬레이션 잔여물은 일반적인 조사 조건에서 흐트러지지 않은 S0 형상을 보이며, S0의 시각적 분류 기준을 충족한다.
• 건조한 중간 및 미소 합병은 부두 성장을 유도하여 S0c 은하를 S0b로, S0b 은하를 S0a 유형으로 변형시킨다.
• 합병 후 부두 유효 반경(re)과 디스크 스케일 길이(hD)의 비율이 거의 변화하지 않아 구성 요소 간의 관측된 결합 관계가 유지된다.
• 초기 B/D 비율이 낮은 S0은하에서 부두 성장이 더 두드러지며, 세르시 지수(n)와 B/T 비율의 증가 폭이 더 크며, 고 B/D 주체는 더 온건한 변화를 보인다.
• 궤도 파rameter(특히 근점 거리)가 질량 비율보다 부두 성장에 더 큰 영향을 미치며, 더 긴 궤도는 더 온건한 진화를 유도한다.
• 관측에서 re/hD 비율과 허블 유형 간의 상관관계가 없는 것은 건조한 합병 동안 이 비율이 유지되기 때문에 자연스럽게 설명된다.