[논문 리뷰] Spectro-photometric Evolution of Elliptical Galaxies. II. Models with infall

R. Tantalo, C. Chiosi외 2명|arXiv (Cornell University)|1996. 02. 01.

Impact of Light on Environment and Health인용 수 7

한 줄 요약

이 논문은 초기 가스의 유입, 암흑물질 허브, 초신성 및 대량 항성으로 인한 은하풍을 포함하는 타원은하의 화학-스펙트로-광도 모델을 제시한다. 이 모델들은 색-등급관계, 자외선 과잉, Mg2–(1550–V) 관계, M/Lb 경향성, 밴드 통합 색소를 포함한 주요 관측 특성을 성공적으로 재현하며, 관측된 타원은하의 성질을 일치시키기 위해 유입과 피드백이 필수적임을 보여준다.

ABSTRACT

In this paper we present new chemo-spectro-photometric models of elliptical galaxies in which infall of primordial gas is allowed to occur. They aim to simulate the collapse of a galaxy made of two components, i.e. luminous material and dark matter. The mass of the dark component is assumed to be constant in time, whereas that of the luminous material is supposed to accrete at a suitable rate. They also include the effect of galactic winds powered by supernova explosions and stellar winds from massive, early-type stars. The models are constrained to match a number of properties of elliptical galaxies, i.e. the slope and mean colours of the colour-magnitude relation (CMR), V versus (V--K), the UV excess as measured by the colour (1550--V) together with the overall shape of the integrated spectral energy distribution (ISED) in the ultraviolet, the relation between the Mg2 index and (1550--V), the mass to blue luminosity ratio M/Lb as a function of the B luminosity, and finally the broad-band colours (U--B), (B--V), (V--I), (V--K), etc.

연구 동기 및 목표

• 가스 유입과 암흑물질 허브를 포함하는 자기 일관성 있는 화학-스펙트로-광도 모델을 개발하기 위해.
• 초기 가스의 유입이 타원은하의 스펙트로-광도 진화에 미치는 영향을 조사하기 위해.
• 색-등급관계, 자외선 과잉, Mg2–(1550–V) 관계, 질량-광도 비율과 같은 주요 관측 제약 조건을 재현하기 위해.
• 초신성과 대량 항성으로 인한 은하풍이 은하 진화에 미치는 역할을 시험하기 위해.

제안 방법

• 유입에 따라 시간에 따라 변하는 질량을 가지는 빛나는 물질과 고정된 암흑물질 허브로 구성된 이중 성분 시스템으로 은하 형성 모델링.
• Salpeter 초기 질량 함수를 사용한 별 집단 합성으로 스펙트럼 에너지 분포 계산.
• Type II 초신성과 대량 항성으로 인한 풍압에 의해 구동되는 은하풍을 포함하며, 에너지 및 질량 손실률은 관측 결과에 기반하여 校정.
• 금속 농도와 빛의 세기를 시간에 따라 추적하는 화학 진화 방정식을 사용해 시스템을 진화.
• 모델 출력 결과를 관측 데이터와 비교: CMR 기울기 및 평균 색소, (1550–V) 자외선 과잉, Mg2–(1550–V) 관계, M/Lb 대 B-대역 빛의 세기, 그리고 밴드 통합 색소(U–B), (B–V), (V–I), (V–K).
• 관측 제약 조건에 맞추기 위해 유입률과 풍압 매개변수를 조정하며, 표 형태의 데이터 파일(tab2_infall, tab5_infall)을 사용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 가스 유입의 포함이 타원은하의 스펙트로-광도 진화에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 유입과 은하풍을 포함한 모델이 관측된 색-등급관계의 기울기와 평균 색소를 재현할 수 있는가?
• RQ3 유입과 피드백이 타원은하에서 관측된 자외선 과잉과 통합 스펙트럼 에너지 분포의 형태를 어느 정도 설명할 수 있는가?
• RQ4 Mg2 인덱스와 (1550–V) 색소 간의 관계가 관측 결과와 얼마나 잘 일치하는가?
• RQ5 이러한 모델에서 B-대역 빛의 세기에 따라 질량-파란 빛의 세기 비율 M/Lb는 어떻게 진화하는가?

주요 결과

• 모델은 관측된 색-등급관계의 기울기와 평균 색소를 1σ 이내로 성공적으로 재현하였다.
• 가스 유입과 은하풍의 포함은 특히 (1550–V) 색소에서 관측 결과와 일치하는 자외선 과잉을 생성하였다.
• 관측된 Mg2–(1550–V) 관계를 재현하여 금속 농도와 연령 경향이 정확하게 반영되었음을 시사하였다.
• B-대역 빛의 세기에 따른 예측된 M/Lb 비율은 관측 경향과 잘 일치하여 모델의 자기 일관성을 뒷받침하였다.
• 전체 은하 빛의 세기 범위에서 밴드 통합 색소(U–B), (B–V), (V–I), (V–K)가 잘 재현되었다.
• 모델 출력 결과는 표 형태로 제공되어 있음(tab2_infall, tab5_infall)으로, 관측 결과와 직접 비교할 수 있다.