[논문 리뷰] The AMIGA sample of isolated galaxies IX. Molecular gas properties

U. Lisenfeld, D. Espada외 8명|arXiv (Cornell University)|2011. 08. 10.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 54인용 수 54

한 줄 요약

이 연구는 AMIGA 프로젝트에서 얻은 173개의 고립은하의 적색편이 제한 샘플을 바탕으로 12 CO(1-0) 복사로 분자 가스 성질을 특성화한다. 중심점측 관측에 대한 개구수정을 적용한다. 분자 가스 질량과 빛의 세기(L_B, L_K, L_FIR) 간의 기초 상관관계를 확립하며, Sb-Sc 나설파란은하에서는 L_FIR 및 L_K와의 밀접한 선형관계를 발견하고, 상호작용하는 은하에서는 고립된 은하에 비해 분자 가스가 0.2–0.3 dex 증가함을 밝혀낸다.

ABSTRACT

Aims: We characterize the molecular gas content using CO emission of a redshift-limited subsample of isolated galaxies from the AMIGA (Analysis of the interstellar Medium of Isolated GAlaxies) project. Methods: We present the 12CO(1-0) data for 273 AMIGA galaxies. We constructed a redshift-limited sample containing galaxies with 1500\kms

연구 동기 및 목표

• 분자 가스 함량에 대한 환경적 영향를 연구하기 위해 고립 기준이 명확히 정의된 고립은하 기준 샘플을 확립하기 위해.
• 12 CO(1-0) 선 방출 데이터를 사용하여 고립은하의 분자 가스 질량(M_H2)을 특성화하기 위해.
• 단일 점측 관측에 대한 개구수정을 수행하기 위해, 지수형 CO 디스크 프로파일을 가정하여 총 분자 가스 질량을 추정하기 위해.
• 환경적 영향를 평가하기 위해 고립은하와 상호작용하는 은하의 분자 가스 성질을 비교하기 위해.
• 형태 유형에 따라 분자 가스 소진 timescale 및 가스 질량 비율(M_H2/M_HI)을 정량화하기 위해.

제안 방법

• v > 1500 km s⁻¹ 및 v < 5000 km s⁻¹ 조건을 만족하는 173개의 고립은하로 이루어진 적색편이 제한 샘플을 구성하였으며, 형태적으로 왜곡된 시스템은 제외하였다.
• IRAM 30m 및 FCRAO 14m 전파망원경에서 확보한 새로운 12 CO(1-0) 데이터를 문헌 데이터와 융합하여 총 273개의 은하에 대해 분석하였다.
• 지수형 디스크 모델을 사용하여 개구수정을 적용하여 중심점측 관측에서 총 분자 가스 질량을 외삽하였다.
• 분자 가스 질량(M_H2)과 빛의 세기(L_B, L_K, L_FIR), 광학적 지름(D_25), 원자 가스 질량(M_HI) 간의 상관관계를 통계적으로 분석하였다.
• 샘플의 상관관계 계수를 기반으로 기대되는 log(M_H2)와 관측된 log(M_H2)의 차이를 이용해 분자 가스 부족도 파라미터를 정의하였다.
• Kroupa 초기 질량 함수를 사용하여 분자 가스 소진 timescale τ_dep = M_H2 / SFR을 계산하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고립은하에서 분자 가스 질량(M_H2)과 전체 은하 성질(L_B, L_K, L_FIR, D_25, M_HI) 간의 상관관계는 어떠한가?
• RQ2 고립은하에서의 M_H2–L_FIR 및 M_H2–L_K 관계는 상호작용은하와 비교해 어떻게 다른가?
• RQ3 고립 나선파란은하(T=3–5)에서 분자 가스 소진 timescale(τ_dep)의 일반적인 값은 무엇인가?
• RQ4 고립은하에서 형태 유형에 따라 M_H2/M_HI 질량 비율은 어떻게 변화하는가?
• RQ5 고립은하에서 분자 가스 표면 밀도(Σ_H2)와 항성 형성률 표면 밀도(Σ_SFR) 간에 밀접한 상관관계가 존재하는가?

주요 결과

• M_H2와 가장 밀접한 상관관계는 L_FIR와 있으며, T=3–5 나선파란은하에서는 L_K와도 near-linear 관계를 보인다.
• M_H2–L_B 상관관계는 비선형이며, L_B가 증가함에 따라 M_H2/L_B가 증가함을 보여, 더 밝은 은하에서는 분자 가스 효율이 변화함을 시사한다.
• M_H2와 M_HI 간에 강한 상관관계는 없으며, T=3–5 나선파란은하에서는 평균 M_H2/M_HI 비율이 log(M_H2/M_HI) = -0.72이며, 후속 형태 유형으로 갈수록 유의미하게 감소한다.
• 고립 나선파란은하(T=3–5)에서 분자 가스 소진 timescale τ_dep는 log(τ_dep) = 9.0 yr이며, 모든 유형에 대해 log(τ_dep) = 8.9 yr로, 다른 근접은하 연구와 일치한다.
• L_FIR 또는 L_K를 기반으로 한 부족도 파라미터는 상호작용은하(Perea et al. 1997 및 Casasola et al. 2004)가 고립은하에 비해 M_H2가 0.2–0.3 dex 증가함을 보여준다.
• log(Σ_H2)와 log(Σ_SFR) 간에 기울기가 거의 1인 밀접한 상관관계가 존재하지만, Σ_SFR과 총 가스 표면 밀도(Σ_H2+HI) 간에는 유의미한 상관관계가 발견되지 않는다.