[논문 리뷰] Narrow band survey for intragroup light in the Leo HI cloud. Constraints on the galaxy background contamination in imaging surveys for intracluster planetary nebulae

N. Castro-Rodríguez, J. A. L. Aguerri외 5명|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|2003. 04. 02.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 38인용 수 37

한 줄 요약

이 연구는 레오 HI 구름에서 방출선 천체에 대한 협대역 조사を行い, 10 Mpc 거리에서 은하간 행 星성 성운(IGPN)이 존재하지 않음을 발견하였다. 성운의 부재는 은하 빛에 비해 흩어진 은하군 내 빛의 상한선을 1.6%로 매우 엄격하게 제시하며, 바이르고 은하군 조사에서 13.6%의 ICPN 후보자들이 배경의 고적색도 라이아이온 에미터임을 확인함으로써 이러한 조사의 선택 기준을 검증한다.

ABSTRACT

We have observed emission line objects located in a 0.26 deg^2 field in the M96 (Leo) group, coincident with the intergalactic HI cloud. The emission line objects were selected using the same procedure as used for the search for intracluster planetary nebulae in the Virgo cluster, and their m_5007 luminosity function has a bright cut-off ~1.2 magnitude fainter than for the PNLF associated with the elliptical galaxies in the M96 group.Therefore the vast majority of these emission line objects are compatible with not being intragroup planetary nebulae at the Leo group distance of 10 Mpc. Spectroscopic follow-up of two emission line objects in this Leo field showed that indeed these do not have the [OIII] doublet expected for a real PN. The brighter source is identified as a starburst object at redshift z = 3.128, because of a second emission in the near infrared, identified as FeII (λ2220 AA). From these data we derive three main results: (i) from the absence of PN we can determine a more stringent upper limit to the surface brightness in any old stellar population associated with the Leo HI cloud. (ii) This translates to an upper limit of 1.6% for the fraction of luminosity in a diffuse intragroup component in the densest 3 x 2 deg area of the Leo group,relative to the light in galaxies. (iii) Using this Leo field as a blank field, we derive an average fraction of 13.6% background emission line objects that enter in surveys of Virgo intracluster PN. The small fraction confirms the validity of the selection criteria for intracluster PN candidates in Virgo.

연구 동기 및 목표

• 레오 HI 구름과 같은 저밀도 군 환경에서 연관된 흩어진 항성 빛을 제한하기 위해.
• 은하간 성운(IGPN)을 위한 영상 조사에서 배경 방출선 천체에 의한 오염 정도를 평가하기 위해.
• 예상되는 ICPN이 없는 빈 필드에서 검증함으로써 바이르고 은하단 ICPN 조사에서 사용된 선택 기준을 검증하기 위해.
• 레오 군의 간은하 매질 내 오래된 항성 집단의 표면 밝기 상한선을 결정하기 위해.

제안 방법

• 레오 군 내 0.26 deg² 영역을 커버하는 ESO 2.2m 망원경과 VLT-UT4의 WFI를 사용하여 [OIII] λ5007 Å에서 협대역 영상 촬영을 수행하였다.
• 바이르고 은하단 ICPN 조사에서 사용된 동일한 기준을 적용하여, 강한 [OIII] 방출선을 보이는 비해상체 소스를 선별하였다.
• 두 개의 밝은 방출선 천체에 대해 분광학적 후속 관측을 수행하여 적색편이와 성격을 확인하였다.
• 검출된 소스의 빛의 분포 함수를 M96 군 은하의 알려진 성운 빛의 분포 함수(PNLF)와 비교하여 기원을 평가하였다.
• 통계 분석을 통해 바이르고 ICPN 샘플을 오염시키는 배경 에미터(예: z≈3.13에서의 라이아이온 에미터)의 기대 비율을 유도하였다.
• 성운이 검출되지 않은 것으로부터, 흩어진 항성 성분의 표면 밝기 및 총 빛의 상한선을 계산하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 검출 가능한 성운이 없는 것으로 나타났을 때, 레오 HI 구름 지역의 흩어진 항성 빛(은하군 내 빛)에 대한 상한선은 무엇인가요?
• RQ2 바이르고에서 은하간 성운을 위한 영상 조사에서 고적색도 배경 방출선 천체에 의한 오염은 얼마나 심각한가요?
• RQ3 예상되는 ICPN이 없는 빈 필드에서 검증된 바에 따르면, 바이르고 조사에서 사용된 ICPN 후보자 선택 기준은 탄탄한가요?
• RQ4 레오 군의 간은하 매질 내 오래된 항성 집단의 표면 밝기 한계는 무엇인가요?
• RQ5 바이르고 조사에서 ICPN 후보자들의 어느 정도가 고적색도 라이아이온 에미터일 가능성이 높은가요?

주요 결과

• 레오 영역에서 은하간 성운이 검출되지 않았으며, m₅₀₀₇ = 28의 한계 등급을 보이며 간은하 매질 내 오래된 항성 집단의 존재가 매우 낮음을 시사한다.
• 레오 HI 구름 내 오래된 항성 집단의 B-대역 표면 밝기 상한선은 μ_B,* < 32.8 mag arcsec⁻²이며, 이는 이전의 한계보다 훨씬 깊다.
• 레오 군의 가장 밀도가 높은 3°×2° 영역에서 흩어진 은하군 내 빛이 은하 빛에 비해 차지하는 비율 상한선은 <1.6%이다.
• 바이르고 ICPN 샘플을 오염시키는 배경 방출선 천체의 평균 비율은 13.6%이며, 이는 z≈3.13에서의 라이만-브레이크 은하군 집단의 약 15%의 이전 추정치와 일치한다.
• 분광학적 후속 관측을 통해 두 개의 밝은 방출선 천체가 z = 3.128에서의 라이아이온 에미터임을 확인하였으며, 성운이 아니라는 것이 입증되었다.
• HI 질량 대 B-대역 빛의 비율이 110 M⊙/L⊙를 초과하여, 가스가 항성 질량 손실에 의해 풍부해지지 않은 원시적일 가능성이 높음을 시사한다.