[논문 리뷰] Structure and star formation in disk galaxies III. Nuclear and circumnuclear H alpha emission

J. H. Knapen|ArXiv.org|2004. 09. 02.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 60

한 줄 요약

이 연구는 약 100 pc 해상도에서 57개의 저기울기 스파イラ르 은하의 핵 및 은하핵 외부 영역에서의 Hα 발광을 분석하여, AGN 호스트에서 핵 Hα 피크가 더 흔히 나타나며, 늦은 유형에서는 은하핵 외부 발광이 덩어리지고, 이른 유형에서는 종종 고리 모양임을 발견했고, 핵 고리—최근의 가스 유입을 시사함—는 AGN 활동과 강하게 상관되어 있어, 공간 스케일이 다르더라도 공통된 공급 메커니즘이 존재할 가능성을 시사한다.

ABSTRACT

From H alpha images of a carefully selected sample of 57 relatively large, Northern spiral galaxies with low inclination, we study the distribution of the H alpha emission in the circumnuclear and nuclear regions. At a resolution of around 100 parsec, we find that the nuclear H alpha emission in the sample galaxies is often peaked, and significantly more often so among AGN host galaxies. The circumnuclear H alpha emission, within a radius of two kpc, is often patchy in late-type, and absent or in the form of a nuclear ring in early-type galaxies. There is no clear correlation of nuclear or circumnuclear H alpha morphology with the presence or absence of a bar in the host galaxy, except for the nuclear rings which occur in barred hosts. The presence or absence of close bright companion galaxies does not affect the circumnuclear H alpha morphology, but their presence does correlate with a higher fraction of nuclear H alpha peaks. Nuclear rings occur in at least 21% (+-5%) of spiral galaxies, and occur predominantly in galaxies also hosting an AGN. Only two of our 12 nuclear rings occur in a galaxy which is neither an AGN nor a starburst host. We confirm that weaker bars host larger nuclear rings. The implications of these results on our understanding of the occurrence and morphology of massive star formation, as well as non-stellar activity, in the central regions of galaxies are discussed.

연구 동기 및 목표

• 스파イラ르 은하의 핵 및 은하핵 외부 영역에서 Hα 발광의 형태를 조사하여 대량의 항성 형성과 비항성 활동을 추적한다.
• 바 또는 동반 성간의 존재가 은하 중심에서 Hα 발광의 형태와 어떻게 관련되어 있는지 확인한다.
• 은하핵에서의 항성 형성 고리의 발생 빈도와 특성, 그리고 AGN 및 스타버스트 활동과의 연관성을 통계적으로 평가한다.
• 바 또는 상호작용에 의해 유도되는 가스 유입이 핵 항성 형성과 AGN 활동 둘 다와 관련되어 있다는 가설을 검증한다.
• 근접한 스파イラ르 은하의 샘플을 신중히 선별하여 핵 및 은하핵 외부 Hα 형태의 편향 없는 통계 분석을 제공한다.

제안 방법

• 라 팔마의 1m JKT 및 기타 망원경을 사용하여 57개의 근접한 저기울기 스파イラ르 은하의 고해상도 연속성 제거 Hα 이미지를 확보했다.
• 약 100 pc (1.5 arcsec)의 해상도를 사용하여 핵 및 은하핵 외부 Hα 발광을 피크형, 덩어리형, 고리형, 또는 존재하지 않음으로 나누어 형태 분류를 수행했다.
• 은하핵 외부 영역을 은하 중심으로부터 2 kpc 이내로 정의하여 핵 특성과 독립된 발광 형태 분석을 수행했다.
• 바의 존재, AGN, 스타버스트, 그리고 가까운 동반 성간의 유무에 따라 은하를 분류하여 Hα 형태와의 상관관계를 검증했다.
• 사전에 고리 형성 은하를 선별하지 않고도 일관되고 객관적인 기준을 적용하여 핵 고리를 식별하고 다른 형태와 구분함으로써 편향을 방지했다.
• 표본의 일관성과 완전성을 확보하기 위해 HyperLEDA 및 NED 등의 외부 데이터베이스와 데이터를 융합하여 형태학적 및 활동 분류를 수행했다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 저기울기 스파イラ르 은하의 핵 및 은하핵 외부 영역에서 Hα 발광의 흔도와 형태는 어떠한가?
• RQ2 은하 주변에 바가 존재할 경우, 은하핵 외부 또는 핵 Hα 발광의 형태와 어떤 관련이 있는가?
• RQ3 은하핵에서의 항성 형성 고리 발생과 비항성 핵 활동(AGN 또는 스타버스트) 사이에 통계적 연관성이 있는가?
• RQ4 가까운 동반 성간은 은하핵 외부 Hα 발광 형태나 핵 Hα 피크 존재에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 핵 고리는 얼마나 많은 정도로 최근의 가스 유입을 시사하는가? 그리고 다양한 공간 스케일에서 AGN 활동과 어떤 관련이 있는가?

주요 결과

• 대부분의 은하에서 핵 Hα 발광은 피크형이지만, 이 피크는 AGN 호스트 은하에서 비-AGN 호스트 은하보다 유의미하게 더 흔히 나타난다.
• 은하핵 외부 Hα 발광은 늦은 유형의 스파イラ르 은하에서는 덩어리지고, 이른 유형에서는 종종 존재하지 않거나 고리형이 되며, 이는 은하 유형과 관련된 형태학적 이원성임을 시사한다.
• 핵 고리는 21% ± 5%의 스파イラ르 은하에서 관측되었으며, 12개의 고리 중 83%가 AGN 또는 스타버스트를 포함하는 은하에서 발견되었다.
• 12개의 핵 고리 중 유일하게 두 개만이 AGN 또는 스타버스트 호스트가 아닌 은하에서 발견되어, 고리와 비항성 핵 활동 사이에 강한 통계적 연관성이 있음을 시사한다.
• 핵 고리는 오직 바가 있는 은하에서만 발견되며, 바가 있는 것이 고리 형성에 필수적임을 확인했고, 약한 바를 가진 은하는 궤도 역학에 의해 더 큰 고리를 형성한다.
• 가까운 밝은 동반 성간이 존재하더라도 은하핵 외부 Hα 형태에는 영향을 주지 않지만, 핵 Hα 피크의 비율이 높아지는 경향이 있어 중심 활동에 간접적인 영향을 미칠 수 있음을 시사한다.