[논문 리뷰] Kinematic alignment of non-interacting CALIFA galaxies: Quantifying the impact of bars on stellar and ionised gas velocity field orientations

J. K. Barrera-Ballesteros, J. Falcón‐Barroso외 21명|DIGITAL.CSIC (Spanish National Research Council (CSIC))|2014. 05. 20.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 33

한 줄 요약

이 연구는 적분장 스펙트로스코피를 이용해 80개의 상호작용이 없는 CALIFA 은하에서 운동학적 정렬을 분석하여, 바의 영향이 별과 이온화된 가스 속도장 방향에 어떻게 작용하는지 평가한다. 연구 결과, 양 성분이 광학적 주축과 밀접하게 정렬되어 있으며(90%의 경우 오차 각도 <22°), 강력한 운동학적 일치(16° 이내의 차이)를 보이며, 이는 디스크 스케일 전반에서 전반적인 회전 운동이 바에 의한 비원형 운동보다 우세하다는 것을 시사한다.

ABSTRACT

We present 80 stellar and ionised gas velocity maps from the Calar Alto Legacy Integral Field Area (CALIFA) survey in order to characterize the kinematic orientation of non-interacting galaxies. The study of galaxies in isolation is a key step towards understanding how fast-external processes, such as major mergers, affect kinematic properties in galaxies. We derived the global and individual (projected approaching and receding sides) kinematic position angles (PAs) for both the stellar and ionised gas line-of-sight velocity distributions. When compared to the photometric PA, we find that morpho-kinematic differences are smaller than 22 degrees in 90% of the sample for both components; internal kinematic misalignments are generally smaller than 16 degrees. We find a tight relation between the global stellar and ionised gas kinematic PA consistent with circular-flow pattern motions in both components. This relation also holds generally in barred galaxies across the bar and galaxy disk scales. Our findings suggest that even in the presence of strong bars, both the stellar and the gaseous components tend to follow the gravitational potential of the disk. As a result, kinematic orientation can be used to assess the degree of external distortions in interacting galaxies.

연구 동기 및 목표

• 외부 교란 요인을 제거하고 내부 과정을 고립하여 비상호작용 은하의 운동학적 정렬을 기술하기 위해.
• 바가 별과 이온화된 가스 속도장 간 정렬에 미치는 영향을 정량화하기 위해.
• 비상호작용 은하에서 운동학적 위치각(PA)이 바가 있는 경우에도 광학적 주축과 정렬되어 있는지 확인하기 위해.
• 외부 역학적 교란이 있는 상호작용 시스템에서 운동학적 오차 각도가 신뢰할 수 있는 지표가 될 수 있는지 평가하기 위해.
• 미래 연구에서 융합이나 환경적 영향로 인한 비원형 운동을 식별하기 위한 기초 자료를 확립하기 위해.

제안 방법

• CALIFA 적분장 스펙트로스코피 조사에서 80개의 별과 이온화된 가스 속도지도를 확보하였다.
• 별과 이온화된 가스 성분에 대해 전반적 및 개별적(접근/재충돌 측면) 운동학적 위치각(PA)을 측정하였다.
• 운동학적 PA를 광학적 주축 PA와 비교하여 형태-운동학적 오차 각도를 정량화하였다.
• 접근 측면과 후퇴 측면의 PA를 비교하여 내부 운동학적 오차 각도를 분석하였다.
• 다양한 반경 스케일(바 영역 및 디스크 영역)에서 별과 이온화된 가스 운동학적 PA 간 상관관계를 분석하였다.
• 통계적 분석을 통해 바가 있는 경우와 없는 경우의 운동학적 정렬과 이격 정도의 유의미성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비상호작용 은하에서 별과 이온화된 가스 성분의 운동학적 위치각은 광학적 주축과 얼마나 정렬되어 있는가?
• RQ2 바가 별과 이온화된 가스의 속도장에서 운동학적 오차 각도를 얼마나 유도하는가?
• RQ3 디스크 및 바 영역 전반에서 별과 이온화된 가스 성분 간 일관된 운동학적 정렬이 존재하는가?
• RQ4 운동학적 오차 각도는 상호작용 은하에서 외부 교란의 신뢰할 수 있는 지표가 될 수 있는가?
• RQ5 바와 같은 내부 불안정성이 디스크 은하의 전반적 회전 패턴에 어떻게 영향을 미치는가?

주요 결과

• 표본의 90%에서 별과 이온화된 가스의 전반적 운동학적 PA는 광학적 PA와 22° 이내로 오차가 있었다.
• 내부 운동학적 오차 각도(접근 측면과 후퇴 측면의 PA 차이)는 양 성분 모두에서 일반적으로 16° 이내였다.
• 별과 이온화된 가스 운동학적 PA 사이에는 밀접한 상관관계가 존재하며, 표본 전반에서 평균 차이는 단지 16°였다.
• 이러한 강력한 운동학적 정렬은 바가 있는 은하에서도 바 반경과 전체 디스크 영역에서 지속되었다.
• 결과는 전반적인 회전 패턴이 바에 의한 비원형 운동보다 디스크 중력 잠재력에 의해 지배된다는 것을 시사한다.
• 바가 국소적으로 각운동량을 재분배하더라도, 대규모 운동학적 구조는 여전히 규칙적인 회전과 일치하였다.