[논문 리뷰] The AMIGA sample of isolated galaxies XI. A First Look at Isolated Galaxy Colors

M. Fernández Lorenzo, J. W. Sulentic외 4명|arXiv (Cornell University)|2012. 01. 27.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 47인용 수 25

한 줄 요약

이 연구는 국소 우주에서 가장 고립된 은하의 (g−r) 색을 분석하여 환경적 영향(양육에 기인함)과 본질적 영향(자기 결정적 성질에 기인함)을 분리한다. 고립된 나선은 쌍성 은하보다 체계적으로 더 빨간색이며 색 분산이 낮음을 발견하여 고립 상태에서 더 수동적인 항성 형성 경향을 보이며, 색 분포는 정규분포로 가장 잘 기술되며 환경적 영향이 최소임을 뒷받 드리는 증거이다.

ABSTRACT

The basic properties of galaxies can be affected by both nature (internal processes) or nurture (interactions and effects of environment). Deconvolving the two effects is an important current effort in astrophysics. Observed properties of a sample of isolated galaxies should be largely the result of internal (natural) evolution. It follows that nurture-induced galaxy evolution can only be understood through comparative study of galaxies in different environments. We take a first look at SDSS (g-r) colors of galaxies in the AMIGA sample involving many of the most isolated galaxies in the local Universe. This leads us to simultaneously consider the pitfalls of using automated SDSS colors. We focus on median values for the principal morphological subtypes found in the AMIGA sample (E/S0 and Sb-Sc) and compare them with equivalent measures obtained for galaxies in denser environments. We find a weak tendency for AMIGA spiral galaxies to be redder than objects in close pairs. We find no clear difference when we compare with galaxies in other (e.g. group) environments. However, the (g-r) color of isolated galaxies shows a Gaussian distribution as might be expected assuming nurture-free evolution. We find a smaller median absolute deviation in colors for isolated galaxies compared to both wide and close pairs. The majority of the deviation on median colors for spiral subtypes is caused by a color-luminosity correlation. Surprisingly isolated and non-isolated early-type galaxies show similar (g-r). We see little evidence for a green valley in our sample with most spirals redder than (g-r)=0.7 having spurious colors. The redder colors of AMIGA spirals and lower color dispersions for AMIGA subtypes -compared with close pairs- is likely due to a more passive star formation in very isolated galaxies.

연구 동기 및 목표

• 국소 우주에서 가장 고립된 은하를 연구하여 본질적(자기 결정적) 은하 진화의 영향을 분리한다.
• 상호작용과 밀도와 같은 환경적 요인이 은하 색에 미치는 영향을 분석하고, 특히 고립된 시스템과의 비교를 통해 이를 조사한다.
• 자동화된 SDSS 광도 측정의 신뢰성과 한계를 고립된 샘플의 은하 색 측정에 적용하여 평가한다.
• 고립된 은하의 색 분포가 정규분포 형태를 따르는지 확인하여 환경적 요란의 영향이 최소임을 평가한다.
• 고립된 은하에 '초록 계곡'이 존재하는지 여부를 검토하고, 빛의 강도가 색 분산에 미치는 역할을 평가한다.

제안 방법

• AMIGA 샘플의 1,050개 고립 은하에 대해 SDSS g- 및 r-대역 등급을 이용해 (g−r) 색을 계산하였다.
• 고립 은하와 가까운 쌍성 은하(CPG 샘플) 및 넓은 쌍성 은하 간의 중앙값 (g−r) 색과 색 분산(중위자비율)을 비교하였다.
• 은하를 형상 하위형(E/S0, Sb–Sc)으로 분류하고, 하위형별 색 분포를 분석하였다.
• 비대칭성(IA=1)이 색 측정에 미치는 영향을 평가하여 결과의 탄력성을 검증하였다.
• 색 분포를 정규분포로 모델링하여 환경적 영향을 평가하였으며, 분산을 정량화하기 위해 FWHM를 사용하였다.
• 형태 유형별로 g 및 r 대역의 절대 등급을 분석하여 색-광도 상관관계를 조사하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고립된 은하가 밀도가 높거나 상호작용이 일어나는 환경에 있는 은하와 비교해 (g−r) 색이 다를까?
• RQ2 고립된 은하의 색 분포가 정규분포 형태를 따르는가? 이는 환경적 영향이 최소임을 의미하는가?
• RQ3 나선형 은하의 색 분산이 내재된 빛의 강도 효과에 기인하는 정도가 환경적 상호작용에 기인하는 정도보다 어느 정도 큰가?
• RQ4 고립된 은하 샘플에 '초록 계곡'이 존재하는가? 그리고 오류 색 측정은 색 분포에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 초기형 고립 은하가 더 높은 밀도 환경의 동일한 유형과 비교해 색이 다를까?

주요 결과

• 고립된 나선형 은하(Sb–Sc)는 가까운 쌍성 은하보다는 약하지만 체계적인 경향으로 더 빨간 (g−r) 색을 보이며, 이는 고립 상태에서 더 수동적인 항성 형성 경향을 시사한다.
• 고립 은하의 (g−r) 색 분포는 FWHM 0.1–0.2 범위에서 정규분포 형태를 따르며, 이는 환경적 요란의 영향이 최소임을 나타내고, 이는 환경적 영향 없이 사용할 수 있는 기준점으로서의 타당성을 뒷받침한다.
• 고립 은하의 (g−r) 색 중위자비율은 가까운 쌍성 은하보다 유의미하게 낮아, 환경적 영향 감소로 인한 색 분산 감소를 나타낸다.
• 나선형 하위형의 대부분의 색 분산은 색-광도 상관관계에 의해 주도되며, 더 밝은 나선형 은하일수록 더 빨간색이다.
• 고립된 은하와 비고립된 초기형 은하(E/S0) 간의 (g−r) 색에 유의미한 차이가 없었으며, 이는 환경과 관계없이 유사한 진화 경로를 밟고 있음을 시사한다.
• 대부분의 (g−r) > 0.7 인 고립된 나선형 은하의 색은 오류 색(약 80%)을 보이며, 고립 샘플에선 중간 색을 가진 체계가 거의 발견되지 않아 '초록 계곡'이 존재하지 않음을 시사한다.