[논문 리뷰] Studies of galaxies in voids. I. HI observations of Blue Compact Galaxies

S. A. Pustilnik, Jean‐Michel Martin외 4명|ArXiv.org|2002. 05. 14.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 51인용 수 27

한 줄 요약

이 연구는 우주 공허 내 28개의 파란 밀집 은하(BCGs)의 H i 함량을 라디오 연속 스펙트럼 관측을 통해 조사하여, 공허 내 BCGs가 더 농후한 환경에서보다 H i 대 파란 빛 빛도비율이 유의미하게 높다는 것을 발견하였다. H i 질량 함수 기울기(β)는 밝은 은하 밀도가 감소함에 따라 기울어지며, 이는 공허 내에서 더 어린 또는 상호작용에 의해 영향을 덜 받는 진화를 의미한다. 공허 내 BCGs의 약 80%는 낮은 질량을 가진 동반성과의 상호작용으로 인해 유도된 것으로 보인다.

ABSTRACT

We present here results of studies of the properties of galaxies located in very low density environments. We observed 26 blue compact galaxies (BCGs) from the Second Byurakan (SBS) and Case surveys located in voids with the radial velocities V < 11000 km/s, two BCGs in the void behind the Virgo cluster and 11 BCGs in denser environments. HI fluxes and profile widths, as well as estimates of total HI masses, are presented for the 27 detected galaxies (of which 6 are in three galaxy pairs and are not resolved by the radiotelescope beam). Preliminary comparisons of void BCGs with similar objects from intermediate density regions - in the general field and the Local Supercluster (sub-samples of BCGs in the SBS zone) and in the dense environment of the Virgo Cluster (a BCD sample) - are performed using the hydrogen-to-blue-luminosity ratio M(HI)/L_B. We find that for the same blue luminosity, for M_B > -18.0, BCGs in lower density environment have on average more HI. The slope (beta) of the M(HI)/L_B proportional to L^(beta) for BCGs shows a trend of steepening with decreasing bright galaxy density, being very close to zero for the densest environment considered here and reaching (beta) = -0.4 for voids.

연구 동기 및 목표

• 우주 공허 내에서의 파란 밀집 은하(BCG)의 H i 함량과 가스 함량 진화를 조사하기 위해.
• 공허 내 BCG의 H i 대 파란 빛 빛도비율(M(HI)/LB)을 바이러스 군집 및 일반 영역과 같은 더 농후한 환경의 BCG들과 비교하기 위해.
• 은하 간 상호작용이 고립된 BCG 내 별 형성 유도 및 가스 함량에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 공허 내 BCG가 가스 함량과 진화 상태 측면에서 별개의 집단을 이룬다는 점을 확인하기 위해.

제안 방법

• 28개의 공허 내 BCG와 비교 샘플에 대해 에펠스베르크 100m 망원경을 이용해 라디오 연속 스펙트럼 관측을 수행하여 통합 H i 21 cm 선 방출을 탐지하였다.
• 검출된 27개 은하(6개는 해상도가 낮은 쌍성)의 H i 유량, 선 폭 및 총 H i 질량을 유도하였다.
• H i 대 파란 빛 빛도비율(M(HI)/LB)을 계산하고, 다양한 환경에서의 거듭제곱 법칙 관계 M(HI)/LB ∝ LB^β에 적합하였다.
• 반경 속도 및 적색이동 데이터를 사용하여, 공허, 일반 영역(SBS 영역), 바이러스 군집에서의 β 지수를 통계적으로 비교하였다.
• 형태학적 및 운동학적 지표(예: 교란된 구조, 속도 차이 ≤150 km/s, 투영 거리)를 사용하여 상호작용 가능성 평가하였다.
• DSS-II 및 미발표 자료의 광학적 데이터를 사용하여 국소 환경을 분석하고 잠재적인 낮은 질량의 동반성을 식별하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 우주 공허 내 파란 밀집 은하는 더 농후한 환경의 은하들보다 단위 파란 빛 빛도당 더 높은 H i 함량을 나타내는가?
• RQ2 M(HI)/LB ∝ LB^β 관계에서의 거듭제곱 법칙 지수 β는 밝은 은하 밀도가 감소함에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ3 공허 내 BCG의 별 형성 폭발이 내부 과정이 아닌 낮은 질량의 동반성과의 상호작용에 의해 얼마나 많은 비율로 유도되는가?
• RQ4 공허 내 BCG 중 얼마나 많은 비율이 최근 또는 지속 중인 낮은 빛줄기 은하와의 상호작용을 나타내는 형태학적 또는 운동학적 징후를 보이는가?
• RQ5 공허 내 M(HI)/LB의 관측된 증가는 더 어린 진화 상태 또는 약한 상호작용으로 인한 더 낮은 가스 손실과 일치하는가?

주요 결과

• 관측된 28개의 공허 내 BCG 중 60%가 H i에서 검출되어 측정 가능한 H i 질량과 선 프로파일을 확보하였다.
• H i 대 파란 빛 빛도비율(M(HI)/LB)은 밝은 은하 밀도가 감소함에 따라 증가하며, 특히 공허 내에서 최고 수준을 보였다.
• M(HI)/LB ∝ LB^β 관계에서의 거듭제곱 법칙 지수 β는 농후한 환경(바이러스 군집)에서는 –0.1에서 공허에서는 –0.4로 변화하여 밀도가 낮아질수록 기울어지는 경향을 보였다.
• 공허 내 BCG의 약 80%는 낮은 질량의 은하와의 가까운 쌍성 또는 형태학적 교란 징후를 보이며, 이는 상호작용 기반의 별 형성으로 유도된 것으로 보인다.
• 공허의 극도로 고립된 상태임에도 불구하고, BCG의 가스 함량은 낮은 질량의 동반성과의 상호작용에 의해 강하게 영향을 받으며, 이는 낮은 빛줄기에서의 국소 환경 밀도가 가스 진화에 핵심적인 역할을 한다는 것을 시사한다.
• 공허와 일반 영역 간의 M(HI)/LB 차이가 매우 작음에도 불구하고, 밝은 은하 밀도는 70배의 격차가 있음에도 불구하고, 공허와 일반 영역 내 낮은 질량 은하의 밀도는 L* 은하의 밀도와 비교해 매우 유사하다.