[논문 리뷰] Statistics and properties of HII regions in a sample of grand design galaxies I. Luminosity functions

M. Rozas, J. E. Beckman외 1명|arXiv (Cornell University)|1995. 09. 11.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 7

한 줄 요약

이 연구는 네 개의 대규모 디자인 나선은하(NGC 157, NGC 3631, NGC 6764, NGC 6951)의 고해상도 Hα 이미지를 제시하여 HII 영역의 성질을 분석한다. 전체 디스크 및 별개로 나선봉과 간봉 영역에 대해 광도 함수를 구축하였으며, 세 개의 은하에서 나선봉과 간봉 영역 간에 광도 함수의 기울기가 일치함을 발견하여, 두 영역에서 유사한 대질량 항성 형성 과정이 일어나고 있음을 시사한다.

ABSTRACT

We present new high quality continuum-subtracted H alpha images of the grand-design galaxies NGC 157, NGC 3631, NGC 6764 and NGC 6951. We have determined the positions, angular sizes, and fluxes of their individual HII regions, and describe statistical properties of the HII region samples. We construct luminosity functions for all the HII regions in the disc and separately for arm and interarm zones for each galaxy. The slopes of the luminosity functions for the complete sample agree well with values published for other spiral galaxies of comparable morphological type. For three galaxies we determined the slopes of the luminosity functions for the spiral arm and interarm zones separately. We find that for NGC 157, NGC 3631, and NGC 6951 these slopes are equal within the errors of determination. We compare our results to those found from earlier work, specifically for M51 and NGC 6814, and discuss implications for massive star forming processes.

연구 동기 및 목표

• 고품질의 Hα 영상 기반으로 대규모 디자인 나선은하의 HII 영역 통계적 성질을 조사하기 위해.
• 디스크, 나선봉, 간봉 영역에 대해 별도로 HII 영역의 광도 함수를 도출하기 위해.
• 나선봉 영역와 간봉 영역의 광도 함수 기울기를 비교하여 대질량 항성 형성 효율의 차이를 평가하기 위해.
• 대규모 디자인 은하의 HII 영역 성질이 유사한 형태 유형을 가진 다른 나선은하와 일치하는지 평가하기 위해.
• 이전 연구에서 M51과 NGC 6814에 대해 수행한 결과와 비교하여 대질량 항성 형성 과정에 대한 함의를 탐색하기 위해.

제안 방법

• 고해상도 관측 기법을 사용하여 네 개의 대규모 디자인 은하의 연속체 제거 Hα 이미지를 확보하였다.
• Hα 이미지에서 개별 HII 영역의 위치, 각도 크기, 복사량을 식별하고 측정하였다.
• 각 은하의 전체 디스크 및 별도로 나선봉과 간봉 영역에 대해 광도 함수를 구축하였다.
• 나선봉과 간봉 영역의 광도 함수 기울기를 계산하여 항성 형성 활동을 비교하였다.
• 통계적 분석을 통해 영역 간 광도 함수 기울이의 차이가 유의미한지 평가하였다.
• 결과를 M51과 NGC 6814에 대한 이전 연구와 비교하여 광범위한 은하적 HII 영역 통계 내에서 결과의 맥락을 정리하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 대규모 디자인 은하의 HII 영역 광도 함수는 나선봉 영역과 간봉 영역에서 서로 다른 기울기를 가지는가?
• RQ2 이 샘플의 HII 영역 광도 함수는 유사한 형태 유형을 가진 다른 나선은하의 것과 어떻게 비교되는가?
• RQ3 대규모 디자인 은하에서 나선봉 영역와 간봉 영역 간에 대질량 항성 형성률에 유의미한 차이가 있는가?
• RQ4 NGC 157, NGC 3631, NGC 6764, NGC 6951의 HII 영역 통계적 성질은 M51과 NGC 6814에서 관측된 것과 일치하는가?
• RQ5 광도 함수 기울기는 다양한 은하 환경에서 대질량 항성 형성의 효율성과 분포에 대해 무엇을 드러내는가?

주요 결과

• 네 은하의 전체 디스크 광도 함수 기울기는 유사한 형태 유형을 가진 다른 나선은하에서 보고된 값과 일치한다.
• NGC 157, NGC 3631, 그리고 NGC 6951에서 나선봉 영역와 간봉 영역의 광도 함수 기울기는 측정 오차 범위 내에서 통계적으로 구분되지 않는다.
• 분석한 세 은하에서 나선봉 영역와 간봉 영역 간에 HII 영역 광도 분포에 유의미한 차이가 발견되지 않았다.
• 결과는 대규모 디자인 은하에서 나선봉 영역와 간봉 영역 모두에서 대질량 항성 형성 과정의 효율성이 유사하다는 것을 시사한다.
• 이러한 발견은 대규모 디자인 나선은하의 HII 영역 성질이 다른 나선은하와 일치함을 뒷받침하며, 항성 형성의 일반 모델을 강화한다.
• 본 연구는 대규모 디자인 나선은하에서 다양한 은하적 구조에서 HII 영역 광도 분포가 균일함을 경험적으로 뒷받침한다.