[논문 리뷰] Possibly interacting Vorontsov-Velyaminov galaxies. II. The 6m telescope spectroscopy of VV 080, 131, 499, 523 and 531

S. A. Pustilnik, A. V. Zasov외 4명|ArXiv.org|2003. 01. 05.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 50인용 수 12

한 줄 요약

이 연구는 6m 망원경을 사용하여 다섯 개의 Vorontsov-Velyaminov (VV) 은하(VV 080, 131, 499, 523, 531)의 장선 분광법을 수행하여 이온화된 가스의 운동학과 원소 농도를 분석한다. 연구 결과, 낮은 질량을 가진 보조 성간체나 군집 환경과의 약한 상호작용이 이 시스템들에서 성간성 폭발을 유도하며, 금속성 농도는 태양의 1/25에서 1/2 수준이며, Hα 방출 점과 관련된 대규모 이온화 가스 분출(0.1–2 kpc)을 확인한다.

ABSTRACT

In continuation of the program formulated in Paper I we present results of long-slit spectroscopy with the Russian 6m telescope of five more objects from the Vorontsov-Velyaminov Atlas and Catalogue of Interacting galaxies. These are the galaxies for which the interaction is not evident, although all of them are classified as multiple systems (usually as ``nests'', ``chains'' and similar systems). The spectrophotometry data enable us to derive for all galaxies abundances of O, and for some of them abundances of N, Ne and S. For two of them chemical abundances are given for the first time. In spectra of three of the studied galaxies [Oiii]4363 line is measured, and T_e and oxygen abundance are derived by the classical method. For the two others, empirical methods are used. For all 5 galaxies, the radial velocity distribution along the slit was obtained in the Ha-line. The studied galaxies represent a rather mixed sample: from very low luminosity irregular galaxies, like VV 499 (DDO 053), to rather bright VV 523 (NGC 3991). Their metallicities vary from Z=1/25 Zo for VV 499 to 1/2 Zo for VV 523. The morphology of these galaxies ranges between typical dIrr (VV 080) through ring-like (VV 131) to clumpy Irr (VV 523). Position--Velocity diagrams in the Ha-line along the galaxy body imply the existence of large-scale ionized gas outflows/supershells around the sites of intense current and/or recent SF activity. Sizes of supershells vary in the range of several hundred pc to about 2 kpc. For all studied galaxies we examine their local environment and indicate the nearest neighbouring objects capable of inducing the observed enhanced star formation.

연구 동기 및 목표

• 형태적으로 고립된 것으로 보이지만 '약한 상호작용 가능'으로 분류된 다섯 개의 VV 은하에서 별 형성의 성격과 원소 농도를 조사하기 위해.
• 근처의 보조 성간체나 군집 환경으로 인한 약한 tidal 상호작용이 가스가 풍부하고 빛의 세기가 낮은 은하에서 성간성 폭발을 유도할 수 있는지 확인하기 위해.
• [O iii] λ4363를 검출한 경우에 한해 고전적 방법(예: O/H ∝ Tₑ⁻¹)과 경험적 방법을 사용하여 산소 및 기타 원소 농도(O, N, Ne, S)를 유도하기 위해.
• Hα의 도플러 속도 분포를 분석하여 이온화된 가스 운동학을 추적하고 대규모 분출 또는 슈퍼쉘을 식별하기 위해.
• 고립된 것으로 보이는 VV 은하에서 국소 환경이 별 형성 강도를 증가시키는 데 어떤 역할을 하는지 평가하기 위해.

제안 방법

• UV에서 적외선까지의 파장 범위(3700–8000 Å)를 커버하기 위해 6m 망원경을 사용하여 장선 분광법를 수행하였으며, 다양한 격자(예: 1302, 325, 651 grooves/mm)와 600 s에서 2×1800 s까지의 노출 시간을 사용하였다.
• 세 개의 은하에서 [O iii] λ4363 선을 측정하여 전자 온도(Tₑ)와 고전적 방법을 통해 산소 농도를 유도하였다(O/H ∝ Tₑ⁻¹).
• [O iii] λ4363가 검출되지 않은 두 개의 은하에서는 경험적 방법(Pilyugin 2001 등)을 적용하여 산소 농도를 유도하였다.
• 슬릿을 따라 Hα의 도플러 속도 프로파일을 분석하여 이온화된 가스 운동학을 매핑하고, 속도 편향 및 분출을 식별하였다.
• NED와 LEDA의 다중 파장 데이터(광학, HI, 적외선)를 통합하여 총 등급, 거리, HI 질량, 형상학적 파arameter를 유도하였다.
• 위치-속도도를 사용하여 슈퍼쉘과 분출을 식별하였으며, 크기는 약 100 pc에서 약 2 kpc까지 다양했고, Hα 방출 점과 관련이 있었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 형태적으로 고립된 것으로 보이는 VV 은하에서 강화된 별 형성은 약한 tidal 상호작용으로 설명될 수 있는가?
• RQ2 이 다섯 개의 VV 은하에서의 원소 농도(특히 O, N, Ne, S)는 무엇이며, 기존의 금속성 지표와 어떻게 비교되는가?
• RQ3 이 은하들에서 이온화된 가스의 운동학적 구조는 어떠한가? 그리고 속도 편향 또는 분출은 Hα 방출 영역과 관련이 있는가?
• RQ4 이 은하들의 금속성과 HI 함량은 별 형성 역사와 진화 상태와 어떻게 관련되어 있는가?
• RQ5 근처의 보조 성간체나 군집 환경은 이 시스템에서 성간성 폭발을 유도하는 데 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• VV 499(DDO 053)는 샘플 중에서 가장 낮은 금속성을 보이며, 12+log(O/H) = 7.52 ± 0.08로, Z ≈ 1/25 Z⊙에 해당하여 M 81 군집에서 가장 진화가 덜 된 은하 중 하나이다.
• VV 523는 가장 높은 금속성(12+log(O/H) = 8.65)을 보이며, Z ≈ 1/2 Z⊙에 해당하여 상당한 별 형성 역사가 있는 더 진화된 시스템임을 시사한다.
• 모든 다섯 개의 은하에서 이온화된 가스 분출 또는 슈퍼쉘(크기 약 100 pc에서 약 2 kpc)이 확인되었으며, Hα 방출 점과 속도 편향과 관련이 있었다.
• Hα의 도플러 속도 분포는 빛의 세기가 높은 은하들(예: VV 523)에서는 체계적 회전을 보이고, 빛의 세기가 낮은 은하들(예: VV 080, VV 499)에서는 局부적인 속도 이동을 보이며, 국소적인 별 형성 촉진 메커니즘을 시사한다.
• VV 499의 경우, 높은 HI 질량-광도 비율(M(HI)/L_B = 1.7 × 10⁸ M⊙)과 낮은 금속성은 가스가 풍부하고 금속 농도가 낮으며, 진화가 덜 된 시스템임을 확인한다.
• 모든 사례에서, 질량이 큰 보조 성간체(VV 080, 131, 523), 군집 환경(VV 499), 또는 침입하는 위성은(예: VV 531) 별 형성의 가능성이 있는 촉진자로 확인되었다.