[논문 리뷰] The CIV-MgII Kinematics Connection in ~0.7 Galaxies

Christopher W. Churchill, Richard R. Mellon외 5명|arXiv (Cornell University)|1999. 04. 21.

Astronomy and Astrophysical Research인용 수 26

한 줄 요약

이 연구는 허블 우주 망원경 FOS 및 케크 HIRES 데이터를 사용하여 z ~ 0.7에서 약 40개의 은하에서 C IV와 Mg II 흡수 간의 운동학적 및 이온화 상태 연결성을 조사한다. Mg II 운동학적 산란과 C IV 등가폭 사이에 강한 상관관계가 발견되어 고이온화 기체가 별 형성에 의해 유도된 난류 또는 은하 분출에 의해 영향을 받는 저이온화 기체 구름과 물리적으로 연결되어 있음을 시사한다.

ABSTRACT

We have examined Faint Object Spectrograph data from the Hubble Space Telescope Archive for CIV 1548,1550 absorption associated with 40 MgII 2796,2803 absorption-selected galaxies at 0.4 < z < 1.4. We report a strong correlation between MgII kinematics, measured in 6 km/s resolution HIRES/Keck spectra, and W_r(1548); this implies a physical connection between the processes that produce "outlying velocity" MgII clouds and high ionization galactic/halo gas. We found no trend in ionization condition, W_r(1548)/W_r(2796), with galaxy-QSO line-of-sight separation for 13 systems with confirmed associated galaxies, suggesting no obvious ionization gradient with galactocentric distance in these higher redshift galaxies. We find tentative evidence (2-sigma) that W_r(1548)/W_r(2796) is anti-correlated with galaxy color; if further data corroborate this trend, in view of the strong CIV-MgII kinematics correlation, it could imply a connection between stellar populations, star formation episodes, and the kinematics and ionization conditions of halo gas at z~1.

연구 동기 및 목표

• z ~ 0.7에서 고이온화 C IV와 저이온화 Mg II 흡수 간의 물리적 연결성을 조사하기 위해.
• Mg II 이격 속도 구름의 운동학이 C IV 흡수의 존재 및 강도와 상관관계가 있는지 확인하기 위해.
• 할로 기체의 이온화 조건이 은하 중심에서의 거리 또는 은하 특성에 따라 변화하는지 평가하기 위해.
• 은하의 별 집단(기준 B-K 색상)과 할로 기체의 이온화 상태 간 잠재적 연관성 탐색하기 위해.

제안 방법

• 0.4 ≤ z ≤ 1.4 범위에서 케크 HIRES 데이터에서 40개의 Mg II 흡수 시스템(W_r(2796) ≥ 0.3 Å)를 선별함.
• 36개 시스템에 대해 FOS/HST 스펙트럼을 확보하여 C IV λλ1548,1550의 등가폭과 운동학을 측정함.
• 보이트 프로파일 피팅(minfit)을 사용하여 Mg II 준성분의 적색편이 및 운동학적 산란(ω_v)을 유도함.
• 각 시스템에 대해 C IV 등가폭(W_r(1548)) 및 이온화 비율 W_r(1548)/W_r(2796)을 계산함.
• 표본 전체에서 Mg II 운동학적 산란(ω_v)과 C IV 강도(W_r(1548)) 간의 상관관계를 분석함.
• 13개 시스템에서 가용한 은하 데이터를 사용하여 영향 매개변수 및 은하 B-K 색상에 따른 이온화 비율 추세 분석함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Mg II 이격 속도 구름의 운동학과 C IV 흡수의 존재 사이에 물리적 연결성이 있는가?
• RQ2 은하 중심에서의 투영 거리와 함께 할로 기체의 이온화 상태(W_r(1548)/W_r(2796))가 변화하는가?
• RQ3 할로 기체의 이온화 상태와 주된 은하의 별 집단 특성(B-K 색상) 사이에 상관관계가 있는가?
• RQ4 할로 기체의 운동학적 및 이온화 특성은 별 형성 또는 중력적 유입과 관련된 역학적 기원을 시사하는가?

주요 결과

• Mg II 운동학적 산란(ω_v)과 C IV 등가폭(W_r(1548)) 사이에 강한 상관관계가 존재하며, 산란 폭이 단지 0.22 Å에 불과하여 이격 Mg II 구름과 고이온화 기체 간에 밀접한 물리적 연결이 있음을 시사한다.
• 이온화 비율 W_r(1548)/W_r(2796)과 영향 매개변수 간에 유의미한 추세가 발견되지 않아, 이 시스템들에서 은하 중심에서의 거리에 따른 명확한 이온화 기울기가 없음을 시사한다.
• W_r(1548)/W_r(2796)와 은하 B-K 색상 사이에 일시적인 2σ 반상관관계가 발견되어, 빨간색(오래된 별 집단) 은하에서는 고이온화 기체가 저이온화 기체 대비 더 약할 수 있음을 암시한다.
• 결과는 별 형성 사건이 난류를 유도하여 다상태, 운동학적으로 복잡한 할로 기체를 생성하며, C IV가 Mg II 이격 구름과 같은 물리적 과정을 추적함을 지지한다.
• C IV–Mg II 운동학적 상관관계가 매우 날카로워, z ~ 0.7 은하에서 별 형성, 난류, 할로 기체 이온화 간의 자가 조절 피드백 메커니즘이 존재함을 시사한다.
• 이러한 발견은 z ~ 1 시점에 이미 은하 Corona(고이온화 할로 기체)가 형성되어 있었으며, 주로 은하의 별 형성 역사 및 별 집단과 연관되어 있음을 암시한다.