[논문 리뷰] HST-ACS photometry of the isolated dwarf galaxy VV124=UGC4879. Detection of the Blue Horizontal Branch and identification of two young star clusters

M. Bellazzini, S. Perina외 2명|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|2011. 07. 13.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 46인용 수 8

한 줄 요약

이 연구는 고립된 소형은하 VV124=UGC4879의 HST-ACS 광도측정을 이용하여 외부 영역에서 잘 발달하고 확장된 오래된 수평가닥(HB) 성분을 탐지하였으며, 이는 우주에서 매우 오래되고 금속 농도가 낮은 별 성분이 지배적임을 확인한다. 두 개의 젊은 성운 클러스터—C1 (250±50 Myr, 1.2×10⁴ M☉)과 C2 (≤30±10 Myr, ≤3.3×10³ M☉)—를 식별하였으며, 젊은 별과 H i 가스 사이에 공간적·운동학적 일치가 존재하여 최근의 별 형성은 기체 역학에 의해 유도된 것으로 추론된다.

ABSTRACT

We present deep V and I photometry of the isolated dwarf galaxy VV124=UGC4879, obtained from archival images taken with the Hubble Space Telescope - Advanced Camera for Surveys. In the color-magnitude diagrams of stars at distances larger than 40" from the center of the galaxy, we clearly identify for the first time a well-populated old Horizontal Branch (HB). We show that the distribution of these stars is more extended than that of Red Clump stars. This implies that very old and metal poor populations becomes more and more dominant in the outskirts of VV124. We also identify a massive (M~1.2X10^4 M_sun) young (age ~250 Myr) star cluster (C1), as well as another of younger age (C2, <= 30 Myr) with a mass similar to classical open clusters (M<= 3.3X10^3 M_sun). Both clusters lie at projected distances smaller than 100 pc from the center of the galaxy.

연구 동기 및 목표

• 고립된 소형은하 VV124=UGC4879의 외부 영역에서 젊은 별이 희박하고 오래된 성분이 지배적인 상황에서 확장된 수평가닥(HB)의 일시적인 탐지 결과를 확인한다.
• VV124에서 젊은 별의 비대칭 분포와 H i 가스 간의 공간적 상관관계를 조사하여, 기체 역학이 최근 별 형성의 유도 원인인지 평가한다.
• 이전 연구에서 제안된 후보 클러스터(C1)가 진정으로 젊고 질량이 큰 성운 클러스터인지 확인하고, 고해상도 HST-ACS 데이터를 활용해 추가 클러스터를 탐색한다.

제안 방법

• VV124=UGC4879의 Hubble 우주망원경 고급 카메라(Advanced Camera for Surveys, HST-ACS) 관측 자료에서 확보된 깊은 V 및 I 대역 광도측정 자료를 활용하였다.
• 은하 중심에서 투영 반경이 40 arcsec를 초과하는 별들에 대해 색-등급도도(CMDs)를 구성하여 오래된 별 성분을 분리하고 수평가닥 시퀀스를 식별하였다.
• BASTI 별 성분 합성 모델(기본, 태양 농도 기반)을 사용하여 이sov연선 피팅을 수행하여 클러스터의 연령, 금속 농도 및 질량을 유도하였다.
• 구형 광도측정 및 반경 방향 표면 밝기 프로파일 분석을 수행하여 반조절 반경, 총 광도 등 클러스터의 구조적 매개변수를 추정하였다.
• 공간적 분포를 평가하기 위해 탈투영 좌표계와 타원형 반경을 사용하여 젊은 별과 H i 가스 간의 운동학적·형태학적 상관관계를 분석하였다.
• 은하의 거리 모odulus를 D=1.3 Mpc로 설정하고, E(B-V)=0.015를 사용하여 흡수 보정을 수행하였으며, 이는 6.3 pc/arcsec에 해당한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 VV124=UGC4879의 외부 영역에 잘 발달하고 확장된 수평가닥(HB) 성분이 존재하는가? 그 공간 분포는 오래된 별 성분에 대해 어떤 의미를 갖는가?
• RQ2 VV124에서 젊은 별과 H i 가스의 공간 분포가 어느 정도 일치하는가? 이는 최근 별 형성의 기원에 대해 어떤 시사점을 갖는가?
• RQ3 후보 클러스터 C1의 진정한 성격은 무엇이며, VV124 중심 영역에 추가적인 젊은 클러스터가 존재하는가?
• RQ4 최근에 식별된 클러스터(C1 및 C2)의 구조적·광도적 성질은 알려진 젊고 질량이 큰 클러스터 및 개방 클러스터와 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• VV124=UGC4879의 외부 영역(Rₚ > 40 arcsec)에서 잘 발달하고 확장된 수평가닥(HB) 성분이 명확히 탐지되었으며, 이는 빨간 클러스터 성분보다 더 넓게 퍼져 있는 것으로 나타났다.
• VV124의 HB 별들은 매우 오래된(≥10 Gyr)이고 금속 농도가 낮은 성분과 일치하며, 이는 이러한 성분이 은하의 외곽에서 점점 더 지배적인 역할을 한다는 것을 시사한다.
• 나이 250±50 Myr, 총 질량 1.2±0.2×10⁴ M☉인 대규모 젊은 별 클러스터(C1)가 확인되었으며, 이는 저질량 초기형 소형은하에서 알려진 유일한 대규모 클러스터 중 하나이다.
• 두 번째로 덜 질량이 크고 훨씬 더 어린 클러스터(C2)가 식별되었으며, 나이는 ≤30±10 Myr, 질량은 ≤3.3±0.5×10³ M☉로, 고전적인 개방 클러스터의 성질과 일치한다.
• 두 클러스터의 투영 위치는 은하 중심으로부터 100 pc 이내에 위치하며, 그 공간 분포가 관련 H i 가스의 비대칭 분포와 일치하여 기체 역학과 최근 별 형성 간의 역학적 연관성이 존재함을 시사한다.
• 관측된 H i 분포는 성간 별의 몸체보다 더 넓게 퍼져 있지 않으며, 젊은 별과 H i 밀도 피크의 일치는 최근 별 형성이 기체 역학에 의해 유도된 시나리오를 지지한다. 이는 아마도 밀려난 기체의 재수집과 관련된 것으로, Sawala 등(2011)의 시뮬레이션 결과와 일치한다.