[논문 리뷰] Spot the difference. Impact of different selection criteria on observed properties of passive galaxies in zCOSMOS 20-k sample

M. Moresco, L. Pozzetti외 51명|arXiv (Cornell University)|2013. 05. 06.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 5인용 수 48

한 줄 요약

이 연구는 zCOSMOS-20k 설문에서 여섯 가지 수동은하 선별 기준을 평가하여 적색 및 퇴적된 초기형은하 기준이 log(M/M☉) > 10.25일 때 오염 수준이 가장 낮은 순수한 샘플을 제공함(오염 <10%)함을 확인함. 반면 형태 기반 선별은 최대 65%의 오염을 보이며, 고적색도 설문(예: Euclid)에서 샘플 순도를 향상시키기 위해 항성 질량 컷이 매우 중요한 역할을 함.

ABSTRACT

We present the analysis of photometric, spectroscopic, and morphological properties for differently selected samples of passive galaxies up to z=1 extracted from the zCOSMOS-20k spectroscopic survey. This analysis intends to explore the dependence of galaxy properties on the selection criterion adopted, study the degree of contamination due to star-forming outliers, and provide a comparison between different commonly used selection criteria. We extracted from the zCOSMOS-20k catalog six different samples of passive galaxies, based on morphology, optical colors, specific star-formation rate, a best fit to the observed spectral energy distribution, and a criterion that combines morphological, spectroscopic, and photometric information. The morphological sample has the higher percentage of contamination in colors, specific star formation rate and presence of emission lines, while the red &amp; passive ETGs sample is the purest, with properties mostly compatible with no star formation activity; however, it is also the less economic criterion in terms of information used. The best performing among the other criteria are the red SED and the quiescent ones, providing a percentage of contamination only slightly higher than the red &amp; passive ETGs criterion (on average of a factor of ~2) but with absolute values of the properties of contaminants still compatible with a red, passively evolving population. We also provided two revised definitions of early type galaxies based on restframe color-color and color-mass criteria, that better reproduce the observed bimodalities. The analysis of the number densities shows evidences of mass-assembly downsizing, with galaxies at 10.25

연구 동기 및 목표

• zCOSMOS-20k 설문에서 수동은하의 관측된 성질에 다양한 선별 기준이 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 다양한 선별 방법에 따른 항성 형성 또는 비수동은하에 의한 오염 수준을 정량화하기 위해.
• 오염을 최소화하면서 데이터 효율성을 극대화하는 데 가장 효과적이고 경제적인 선별 기준을 규명하기 위해.
• 색상-질량도 및 색상-색상도 기반으로 개선된 선별 기준을 제안하여 관측된 은하 성질의 이중성 분포를 더 잘 반영하기 위해.

제안 방법

• 여섯 가지 별도의 수동은하 샘플을 추출함: 형태학적(초기형), 적색시퀀스, 적색 UVJ, 휴면 상태(sSFR 기반), 적색 SED(스펙트럼 에너지 분포 피팅), 적색 및 수동 ETG(통합 기준).
• 적색 및 적외색 영역의 색상, 형태학적 매개변수, 특이 항성 형성률(sSFR), 발광선 등가폭(EW) 등의 성질을 적색도 및 항성 질량 구간에 따라 분석함.
• 스택된 중앙 스펙트럼을 사용하여 오염물의 잔여 항성 형성 활동을 평가하였으며, 발광선의 EW는 지속적인 항성 형성의 진단 도구로 사용됨.
• 분석은 두 개의 적색도 구간(z ≤ 0.5 및 z > 0.5)과 세 개의 항성 질량 구간(log(M/M☉) < 10.25, 10.25 < log(M/M☉) < 10.75, log(M/M☉) > 10.75)에서 수행됨.
• 수동 샘플의 수밀도를 측정하여 질량 조립의 내림차순 및 진화 경향을 연구함.
• 색상-질량도 및 색상-색상도 기반으로 개선된 선별 기준을 제안하여 항성 형성은하에 의한 오염을 줄임.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 zCOSMOS-20k 샘플에서 다양한 수동은하 선별 기준에 따라 항성 형성은하에 의한 오염는 어떻게 달라지나?
• RQ2 각 선별 방법에 대해 오염 수준이 항성 질량과 적색도에 따라 어떻게 의존하는가?
• RQ3 어느 선별 기준이 수동은하 샘플 중 가장 순수하면서도 데이터 효율성이 높은가?
• RQ4 각 기준에서 오염물의 관측 성질(색상, sSFR, 발광선)은 수동 정의와 어떻게 비교되는가?
• RQ5 색상-질량도 및 색상-색상도 기반으로 개선된 선별 기준은 오염을 줄이고 관측된 은하 성질의 이중성 분포를 더 잘 반영할 수 있는가?

주요 결과

• 적색 및 수동 초기형은하 기준이 가장 순수한 샘플을 제공하며, log(M/M☉) > 10.25인 경우 광학 및 IRAC 색상에서 오염 수준이 10% 미만임.
• 형태학적 선별 기준은 가장 높은 오염 수준(적색시퀀스에서 벗어난 경우 최대 65%, sSFR 값이 수동 기준보다 25배 높은 경우 최대 80%)을 보이며, 이는 고적색도 설문에서 항성 질량 컷이 매우 중요함을 시사함.
• 항성 질량이 log(M/M☉) > 10.75일 경우, 모든 선별 기준에서 오염 수준이 크게 감소함을 확인하여 질량 컷이 샘플 순도 향상에 기여함.
• 적색 SED 및 휴면 기준은 적색 및 수동 ETG 기준과 거의 유사한 성능을 보이며, 오염 수준은 약 두 배 높지만 여전히 수동 은하 집단과 호환됨.
• 수밀도 진화 분석 결과 질량 조립의 내림차순이 확인되었으며, log(M/M☉) > 11인 가장 질량이 큰 ETG들은 z ≈ 1에서 이미 형성되어 있었고, 낮은 질량 은하 집단은 z = 1에서 z = 0.2 사이에 더 강하게 진화함.
• 색상-질량도 및 색상-색상도 기반으로 개선된 선별 기준을 제안하여 관측된 이중성 분포를 더 잘 반영하고 항성 형성은하에 의한 오염을 줄임.