[논문 리뷰] Molecular gas in the galaxy cluster Abell 262. CO observations of UGC 1347 and other galaxies of the cluster

Thomas Bertram, A. Eckart외 3명|arXiv (Cornell University)|2005. 10. 18.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 36인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 아벨 262 은하단의 분자 가스 부족 현상을 CO(1-0) 선 관측과 고해상도 간섭계 관측을 통해 조사한다. 12개의 은하에 대한 CO(1-0) 선 관측과 UGC 1347에 대한 고해상도 간섭계 관측을 통해, 은하단 중심부에서 분자 가스와 먼지의 간접적 부족 현상이 관측되었으며, 이는 HI 탈리와 연관되어 있다. 예측된 100 µm 복사수준 감소량 약 1.1 Jy는 원자 및 분자 가스 부족 현상과 일치한다.

ABSTRACT

We present millimeter CO line emission observations of 12 galaxies within the Abell 262 cluster, together with L_FIR data, in the context of a possible molecular gas deficiency within the region of the cluster center. Several indications of the presence of such a deficiency are highlighted and connected to a model of cirrus-like cloud stripping. The model predicts a drop in the average 100 micron flux density of galaxies in the core of the cluster compared to the average 100 micron flux density in the outer regions, which is actually indicated in the IRAS data of the cluster members. This drop is explained by the decrease in the total hydrogen column density N(H) and, therefore, also includes a decrease in the molecular gas content. In addition to results for the global CO content of the galaxy sample, high-resolution interferometric CO(1-0) observations of one of the cluster members, UGC 1347, exemplify the spatial distribution of the molecular gas in a galaxy of the cluster. With these observations, it was possible to confirm the existence of a bright off-nuclear CO-emission source and to derive molecular masses and line ratios for this source and the nucleus.

연구 동기 및 목표

• 아벨 262 은하단 내 은하들, 특히 은하단 중심부에서 분자 가스 부족 현상의 존재를 조사하는 것.
• 분자 가스 함량(분자 가스를 추적하는 CO 복사에 의해)과 은하단 중심에서의 거리 간의 관계를 조사하는 것.
• 고해상도 간섭계를 사용하여 대표적인 은하단 성원인 UGC 1347의 분자 가스 공간 분포를 분석하는 것.
• HI 부족 현상이 분자 가스 및 먼지 부족 현상과 함께 나타날 수 있으며, 이는 원반 기반의 먼지 흐름 모델에 의해 예측된 바와 일치하는가를 시험하는 것.
• 원자 가스와 분자 가스 부족 현상이 은하단 중심부에서 관측된 100 µm 복사수준 감소에 기여하는 정도를 정량화하는 것.

제안 방법

• 단일 안테나 망원경을 사용하여 아벨 262의 12개 은하에 대해 밀리미터 파장에서 CO(1-0) 선 복사수준을 관측하여 전반적인 분자 가스 함량을 측정하였다.
• UGC 1347에 대해 고해상도 간섭계 CO(1-0) 관측을 수행하여 분자 가스의 공간 분포를 매핑하고 핵 외부의 가스원을 식별하였다.
• IRAS 100 µm 복사수준 데이터를 사용하여 먼지 복사수준의 추세를 평가하고 은하단 중심에서의 거리와의 상관관계를 분석하였다.
• de Vries 등(1987)의 원반 기반 먼지 흐름 모델을 적용하여 은하단 중심부에서 수소 열량 밀도 감소로 인한 100 µm 복사수준 감소 예측을 하였다.
• HIDEF 비교 샘플 데이터를 사용하여 원자 가스(HI)와 분자 가스(H2) 부족 현상이 100 µm 복사수준 감소에 기여하는 기여도를 계산하였다.
• IRAS 대역에서의 색-색 도표 분석을 통해 원반 기반 먼지와 유사한 복사수준을 가지는지 확인하고, 은하단 은하에서의 항성 형성과 흩어진 먼지의 기여도를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 아벨 262 은하단 중심부에 있는 은하들에서 외곽 지역에 비해 측정 가능한 분자 가스 부족 현상이 관측되는가?
• RQ2 은하단 중심부에서 관측된 100 µm 복사수준 감소가 원반 기반 먼지 흐름 모델에 의해 예측된 가스 탈리에 기인한 것인지 여부를 확인할 수 있는가?
• RQ3 UGC 1347의 분자 가스 공간 분포는 어떠한가? 그리고 국소적 가스 집중 현상이나 비대칭적 가스 확산 또는 분출 현상이 관측되는가?
• RQ4 원자 가스와 분자 가스 부족 현상이 아벨 262 은하들에서 관측된 100 µm 복사수준 감소에 기여하는 정도는 어느 정도인가?
• RQ5 아벨 262 은하들에서 관측된 HI 부족 현상이 환경적 가스 탈리 메커니즘에 의해 분자 가스 부족 현상과 인과관계가 있는가?

주요 결과

• 1 아벨 반경 이내의 아벨 262 중심부 은하들은 낮은 CO 선 복사수준과 적외선 방출량을 보이며, 이는 분자 가스 부족 현상과 관련이 있음을 시사한다.
• 은하단 중심부에서 관측된 중앙값 100 µm 복사수준 감소량 약 1.1 Jy는 원반 기반 먼지 흐름 모델의 예측과 일치한다.
• 분자 가스 부족 현상이 100 µm 복사수준 감소에 기여하는 기여도는 0.26 ± 0.14 Jy로 추정되며, 원자 가스 부족 현상은 0.68 +1.58/-0.55 Jy 기여한다.
• UGC 1347에 대한 고해상도 CO(1-0) 관측 결과, 핵의 남쪽에 밝은 핵 외부 CO 복사원이 존재하여 국소적 가스 집중 현상을 보여준다.
• 핵 외부 복사원의 속도 프로파일은 디스크 회전곡선과 다름을 보이며, 이는 비대칭적 가스 확산 또는 분출이 가능함을 시사하며, 항성 형성 증가와 일치한다.
• 색-색 도표 분석 결과, 대부분의 중심부 은하들은 원반 기반 먼지와 유사한 적외선 색을 보였지만, 일부는 60/100 µm 비율이 높아 항성 형성 기여가 추가로 존재할 가능성이 있다.