[논문 리뷰] Multi-frequency studies of galaxies and groups: I. Environmental effect on galaxy stellar mass and morphology

A. Poudel, P. Heinämäki외 5명|arXiv (Cornell University)|2016. 03. 06.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 69인용 수 14

한 줄 요약

이 연구는 SDSS, GAMA 및 WISE의 다주파수 데이터를 사용하여 은하군 내 대규모 환경 밀도가 은하 별질량 함수 및 형상에 미치는 영향을 조사한다. 밀도가 높은 환경에 있는 위성은 특히 타원은하의 경우, 더 급격한 저질량 함수 기울기와 더 높은 특성 질량을 보이며, 이는 조밀한 영역에서 더 효율적인 은하 형성이 이루어짐을 시사한다.

ABSTRACT

To understand the role of the environment in galaxy formation, evolution, and present-day properties, it is essential to study the multi-frequency behavior of different galaxy populations under various environmental conditions. We crossmatch the SDSS DR10 group catalog with GAMA Data Release 2 and Wide-field Survey Explorer (WISE) data to construct a catalog of 1651 groups and 11436 galaxies containing photometric information in 15 different wavebands ranging from ultraviolet (0.152 μm) to mid-infrared (22 μm). We perform the spectral energy distribution (SED) fitting of galaxies using the MAGPHYS code and estimate the rest frame luminosities and stellar masses. We use the 1/Vmax method to estimate the galaxy stellar mass and luminosity functions, and the luminosity density field of galaxies to define the large scale environment of galaxies. The stellar mass functions of both central and satellite galaxies in groups are different in low and high density large scale environments. Satellite galaxies in high density environments have a steeper low mass end slope compared to low density environments, independently of the galaxy morphology. Central galaxies in low density environments have a steeper low mass end slope but the difference disappears for fixed galaxy morphology. The characteristic stellar mass of satellite galaxies is higher in high density environments and the difference exists only for galaxies with elliptical morphologies. Galaxy formation in groups is more efficient in high density large scale environments. Groups in high density environments have higher abundances of satellite galaxies, irrespective of the satellite galaxy morphology. The elliptical satellite galaxies are generally more massive in high density environments. The stellar masses of spiral satellite galaxies show no dependence on the large scale environment.

연구 동기 및 목표

• 대규모 환경 밀도가 은하군 내 은하 별질량 함수 및 형상적 특성에 미치는 영향을 이해하기 위해.
• 은하군 내 은하 형성 및 진화가 대규모 밀도 환경에서 더 효율적인가를 평가하기 위해.
• 환경, 형상 및 은하군 특성의 영향을 별질량 및 빛의 세기 함수에서 분리하기 위해.
• 지역 은하군 밀도 외에도 대규모 천체망 환경이 은하 성질에 영향을 미치는가를 테스트하기 위해.

제안 방법

• SDSS DR10 은하군 목록을 GAMA DR2 및 WISE 데이터와 교차 매칭하여 15개 대역(0.152–22 μm)에서 광도 측정이 가능한 1651개의 은하군과 11,436개의 은하로 구성된 다주파수 목록을 구축하였다.
• UV에서 중적외선 파장에 걸쳐 광학적 밴드 측정값을 기반으로 MAGPHYS 코드를 사용하여 SED 피팅을 수행하여 휴지 상태 빛의 세기 및 별질량을 유도하였다.
• 적색편이 범위 0.01–0.2에서 선택 효과를 보정하기 위해 $1/V_{\mathrm{max}}$ 방법을 적용하여 은하 별질량 및 빛의 세기 함수를 추정하였다.
• 광도 밀도 장을 사용하여 대규모 환경을 정의하고, 고밀도 및 저밀도 천체망 영역을 구분하였다.
• 중심은하와 위성은하를 별도로 분석하여, 타원형과 나선형의 형상 유형 및 환경 밀도에 따라 별질량 함수를 비교하였다.
• 별질량 함수에 이중 Schechter 함수를 피팅하고, 다양한 환경 조건 간 결과를 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 대규모 환경 밀도는 은하군 내 은하의 별질량 함수에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 형상과 무관하게, 고밀도 환경에 있는 위성은하의 질량 함수 기울기는 저밀도 환경에 있는 위성과 다를까?
• RQ3 위성은하의 특성 별질량은 고밀도 환경에서 더 높은가? 이는 은하 형상에 따라 달라지는가?
• RQ4 환경은 중심은하의 별질량 함수에 어떤 영향을 미치며, 이는 형상 유형에 따라 달라지는가?
• RQ5 은하 형상 및 은하군의 풍부도를 통제할 경우, 환경적 영향이 은하 성질에 얼마나 지속되는가?

주요 결과

• 형상과 무관하게 고밀도 대규모 환경에 있는 위성은하의 별질량 함수 저질량 끝 기울기는 저밀도 환경에 비해 더 급격하다.
• 저밀도 환경에 있는 중심은하의 저질량 끝 기울기는 더 급격하지만, 고정된 형상 유형에 국한되었을 경우 이 차이는 사라진다.
• 위성은하의 특성 별질량은 고밀도 환경에서 유의미하게 더 높으며, 이 차이는 오직 타원형 형상에서 통계적으로 유의미하다.
• 나선형 위성은하의 경우 별질량이 대규모 환경에 따라 유의미하게 영향을 받지 않아, 형상에 따라 달라지는 환경적 영향이 있음을 시사한다.
• 고밀도 환경에 있는 은하군은 모든 형상에서 더 많은 위성은하를 포함하고 있어, 조밀한 천체망 영역에서 더 효율적인 은하 형성이 이루어지고 있음을 시사한다.
• 결과는 대규모 환경이 은하 성질을 결정짓는 데 기여하며, 특히 타원형 위성은하에 더 강한 영향을 미치고, 은하 형성 효율성에 명확한 환경 의존성이 있음을 지지한다.