[논문 리뷰] High-redshift Ly alpha emitters with a large equivalent width: Properties of i-dropout galaxies with an NB921-band depression in the Subaru Deep Field

Tohru Nagao, Takashi Murayama외 12명|ArXiv.org|2007. 02. 14.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 45인용 수 14

한 줄 요약

이 연구는 스바루 심층 천문대에서 NB921 감마 감소 i′-드롭아웃 선택 기법을 사용하여 고적색 이동 Lyα 발광체를 식별한다. 분광학적 관측을 통해 z ≈ 6.0–6.5에서 잔여 프레임 등가폭 >100 Å인 다섯 개의 LAE가 확인되었으며, 이는 z ≈ 6일 때 z ≈ 3보다 강한 발광체의 비율이 현저히 높음을 시사하며, 이는 초기 은하에서 더 어린 항성 집단과 일치한다.

ABSTRACT

We report new follow-up spectroscopy of i-dropout galaxies with an NB921-band depression found in the Subaru Deep Field. The NB921-depressed i-dropout selection method is expected to select galaxies with large equivalent width Ly alpha emission over a wide redshift range, 6.0

연구 동기 및 목표

• 새로운 광학적 선택 기법을 사용하여 고적색 이동 Lyα 발광체를 식별하는 것.
• NB921 감마 감소 i′-드롭아웃 기법이 넓은 적색 이동 범위(6.0 ≤ z ≤ 6.5)에서 강한 Lyα 발광체를 선택하는 데의 효율성을 시험하는 것.
• z ≈ 6과 z ≈ 3 사이의 Lyα 등가폭 분포의 진화와 항성 집단 연령에 대한 함의를 조사하는 것.
• 극도의 Lyα 발광을 보이는 이들 은하가 인류 제3형 항성의 후보지가 될 잠재성을 평가하는 것.

제안 방법

• NB921 협편대 필터의 magnitude에서 뚜렷한 감소를 보이는 i′-드롭아웃 은하를 선택하여 강한 Lyα 발광을 나타내는 것.
• 스바루 망원경을 사용한 옵티컬 분광학을 통해 적색 이동을 확인하고 Lyα 등가폭을 측정하는 것.
• 잔여 프레임 등가폭(EW₀)을 항성 집단 연령의 진단 도구로 사용하며, EW₀ > 100 Å는 매우 어린 항성 집단(<10⁷ yr)을 나타낸다.
• 기존의 분광학적 샘플을 사용하여 z ≈ 6에서의 고-EW Lyα 발광체 비율과 z ≈ 3에서의 비율을 비교하는 것.
• 기존의 협편대 초과 기법보다 넓은 적색 이동 범위에서 Lyα 발광체를 선택하기 위해 NB921 감마 감소 i′-드롭아웃 기법을 적용하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NB921 감마 감소 i′-드롭아웃 선택 기법은 고적색 이동 Lyα 발광체 중 큰 등가폭을 가진 천체를 식별하는 데 효과적인가?
• RQ2 z ≈ 6.0–6.5에서 i′-드롭아웃 은하 중 잔여 프레임 Lyα 등가폭 >100 Å인 천체의 비율은 얼마인가?
• RQ3 z ≈ 6에서의 강한 Lyα 발광체 비율은 z ≈ 3에서의 비율과 비교해 어떻게 다른가? 이는 항성 집단 연령에 대해 어떤 함의를 갖는가?
• RQ4 이러한 고-EW Lyα 발광체는 인류 제3형 항성의 후보지가 될 수 있는가?

주요 결과

• 스바루 심층 천문대의 여덟 개의 NB921 감마 감소 i′-드롭아웃 은하 중 다섯 개가 z ≈ 6.00–6.11에서 잔여 프레임 등가폭 >100 Å인 Lyα 발광체로 확인되었다.
• 측정된 Lyα 등가폭은 하한값이며, z = 6.11과 z = 6.00에서 각각 153 Å와 114 Å로 측정되었다.
• SDF에서 i′-드롭아웃 은하 중 EW₀(Lyα) > 100 Å인 천체의 비율은 >8%로 추정되며, z ≈ 3에서 관측된 약 1%보다 현저히 높다.
• z ≈ 6에서의 이 비율 증가는 Lyα 등가폭 분포의 강한 적색 이동 진화를 시사하며, z ≈ 6에서 z ≈ 3보다 더 어린 항성 집단이 있음을 일치시킨다.
• 결과는 고적색 이동 은하에서의 일반적인 항성 집단 연령이 z ≈ 6(우주의 연령 ~1 Gyr)에서 z ≈ 3(우주의 연령 ~2 Gyr)보다 훨씬 어린다는 것을 지지한다.
• NB921 감마 감소 i′-드롭아웃 기법은 넓은 적색 이동 범위(6.0 ≤ z ≤ 6.5)에서 강한 Lyα 발광체를 식별하는 데 효율적인 기법으로 확인되었으며, 기존의 협편대 초과 기법보다 뛰어난 성능을 보였다.