[논문 리뷰] The AMIGA sample of isolated galaxies XII. Revision of the isolation degree for AMIGA galaxies using the SDSS

M. Argudo–Fernández, S. Verley외 10명|DIGITAL.CSIC (Spanish National Research Council (CSIC))|2013. 11. 04.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 68인용 수 20

한 줄 요약

이 연구는 SDSS-DR9 영상 및 스펙트로스코피를 사용하여 636개 은하의 고립 기준을 재검토하여 더 흐린 더 먼 이웃을 식별함으로써 환경 정량화를 향상시켰다. 원래의 AMIGA 샘플의 약 20%는 숨겨진 배경 오염물질로 인해 제외되어야 하며, 약 92%의 속도가 일치하는 이웃이 CIG 기준에 의해 간과되고 있음을 발견하였다. 이는 고립 평가에 상당한 영향을 미친다.

ABSTRACT

In the framework of the AMIGA project we present a revision of the environment for galaxies in the Catalogue of Isolated Galaxies (CIG, Karachentseva 1973) using the ninth data release of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS-DR9). The aims of this study are to refine the photometric-based AMIGA sample of isolated galaxies and to provide an improvement of the quantification of the isolation degree with respect to previous works, using both photometry and spectroscopy. We developed an automatic method to search for neighbours within a projected area of 1 Mpc radius centred on each primary galaxy to revise the CIG isolation criteria. Of the 636 CIG galaxies considered in the photometric study, 426 galaxies fulfil the CIG isolation criteria within 1 Mpc, taking into account projected neighbours. Of the 411 CIG galaxies considered in the spectroscopic study, 347 galaxies fulfil the CIG isolation criteria when a criterion about redshift difference is added. The available redshifts allow us to reject background neighbours and thus improve the photometric assessment. For the first time, the environment and the isolation degree of AMIGA galaxies are quantified using digital data. The use of the SDSS database permits one to identify fainter and smaller-size satellites than in previous AMIGA works. About 50% of the neighbours considered as potential companions in the photometric study are in fact background objects. We also find that about 92% of the neighbour galaxies that show recession velocities similar to the corresponding CIG galaxy are not considered by the CIG isolation criteria as potential companions, which may have a considerable influence on the evolution of the central CIG galaxy.

연구 동기 및 목표

• 현대적 SDSS 자료를 사용하여 CIG 고립 기준을 재검토함으로써 AMIGA 샘플의 은하 고립 정량화를 향상시키기.
• 광학적 및 스펙트로스코픽 이웃 탐지 결과를 비교하여 원래의 CIG 고립 기준의 타당성 평가하기.
• 적색편이 정보를 활용하여 고립 샘플의 배경 은하 오염을 줄이기.
• 고립 은하의 환경을 보다 잘 특성화하기 위해 국소 수밀도 및 tidal 강도를 정량화하기.
• 보이지 않는 동반 은하에 영향을 받는 은하를 제거하여 AMIGA 샘플을 정밀하게 다듬어 은하 진화 연구의 기준으로서의 활용도를 높이기.

제안 방법

• SDSS-DR9 광학 데이터를 사용하여 각 CIG 은하 주변 1 Mpc 투영 반경 내에서 이웃을 자동으로 탐색하는 방법을 적용.
• 각 CIG 은하의 환경적 영향을 정량화하기 위해 국소 수밀도 및 타이달 강도 파라미터를 계산.
• 스펙트로스코픽 적색편이를 통합하여 배경 은하를 걸러내며, 속도 차이 임계값 |Δv| ≤ 500 km s⁻¹를 적용.
• 적색편이 데이터가 불완전한 영역에서는 광학적 적색편이를 사용하여 고립 파라미터의 상한값을 추정.
• 광학적 및 스펙트로스코픽 결과를 비교하여 원래의 CIG 고립 기준의 신뢰성 평가.
• 데이터 처리 및 시각화를 위해 통계 도구( STILTS, TOPCAT, Python, Matplotlib)와 데이터베이스(NED, HyperLeda)를 활용.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 광학적 데이터만을 사용할 경우 원래의 CIG 고립 기준이 배경 은하를 얼마나 잘 배제하지 못하는가?
• RQ2 CIG 기준에 의해 간과되는 속도가 일치하는 이웃은 얼마나 되며, 이들의 은하 진화에 미치는 잠재적 영향은 무엇인가?
• RQ3 CIG에서 고립으로 분류된 은하들에게 진짜로 작용하는 환경적 영향(수밀도 및 타이달 강도 기준)은 어느 정도인가?
• RQ4 광학적 데이터만 사용하는 것과 비교해 스펙트로스코픽 적색편이를 포함할 경우 고립 평가 정확도는 어떻게 향상되는가?
• RQ5 수정된 샘플은 원래의 AMIGA 샘플과 크기 및 환경 순도 측면에서 얼마나 다를까?

주요 결과

• 636개의 CIG 은하 중 1 Mpc 범위 내 광학 데이터를 사용할 경우 426개가 CIG 고립 기준을 충족하지만, 탐지된 이웃의 약 50%는 배경 물체이다.
• 적색편이 데이터가 있는 411개 은하 중 347개가 수정된 기준(|Δv| ≤ 500 km s⁻¹)을 충족하여 원래의 AMIGA 샘플이 약 20% 감소하였다.
• 중앙 CIG 은하의 적산 속도와 유사한 92% 정도의 이웃 은하가 CIG 기준에 의해 동반자로 간주되지 않아, 원래의 고립 정의에 중대한 결함이 있음을 시사한다.
• 수정된 샘플은 쌍, 삼중군, 밀집단, 은하단과 같은 더 높은 밀도 환경의 은하들보다 국소 수밀도 및 타이달 강도 값이 유의미하게 낮다.
• 스펙트로스코픽 데이터의 사용은 광학적 분석에서 감지되지 않은 비물리적 배경 동반자들을 걸러내어 고립 정량화의 정확도를 향상시킨다.
• 광학적 적색편이를 기반으로 한 고립의 상한 추정치는 1 Mpc 범위 내에서 |Δv| ≤ 500 km s⁻¹를 만족하는 잠재적 동반자가 없는 103개의 CIG 은하를 식별하여 그들의 고립 상태에 대한 신뢰도를 높였다.