[논문 리뷰] The H alpha Galaxy Survey VI. Star-forming companions of nearby field galaxies

P. A. James, J. O'Neill외 1명|ArXiv.org|2008. 05. 19.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 32인용 수 6

한 줄 요약

이 연구는 119개의 근접한 필드은하에 대해 40 Mpc 이내의 별성 은하자성은 H𝛼 협역 영상 기법을 사용하여 식별하였으며, 마젤란 구름과 유사한 것은 단지 9개의 가능성이 있는 동반은하만을 발견하였다. 비완전성 보정 후 빈도는 중심 은하당 0.17~0.21개의 별성 동반은하로 나타나, 은하수는 두 개의 거대하고 빛나는 동반은하를 지닌다는 점에서 이국적인 것으로 나타났다.

ABSTRACT

We present a search for star-forming satellite galaxies that are close enough to their parent galaxies to be considered analogues of the Magellanic Clouds. Our search technique relied on the detection of the satellites in continuum-subtracted narrow-band H alpha imaging of the central galaxies, which removes most of the background and foreground line-of-sight companions, thus giving a high probability that we are detecting true satellites. The search was performed for 119 central galaxies at distances between 20 and 40 Mpc, although spatial incompleteness means that we have effectively searched 53 full satellite-containing volumes. We find only 9 probable star-forming satellites, around 9 different central galaxies, and 2 possible satellites. After incompleteness correction, this is equivalent to 0.17/0.21 satellites per central galaxy. The Small Magellanic Cloud is just below the median values of both star formation rate and R-band luminosity of the 9 probable satellites. The Large Magellanic Cloud, however, has a higher R-band luminosity than any of the 9 and is only exceeded in star formation rate by the one satellite that appears to be undergoing a tidally-induced starburst. Thus the Milky Way appears to be quite unusual, both in having two star-forming satellite galaxies and in the high luminosity of the Large Magellanic Cloud.

연구 동기 및 목표

• 은하수에 비해 충분히 가까운 거리에 위치해 마젤란 구름과 유사한 동반은하가 되는 별성 동반은하의 빈도를 규명하기 위해.
• 은하수가 두 개의 거대하고 별성이 활발한 동반은하를 지닌 것이 일반적인지 평가하기 위해.
• H𝛼 영상으로 진정한 동반은하를 식별함으로써, 디스크 은하의 진화에 미치는 경미한 충돌과 가스 유입의 역할을 조사하기 위해.
• 연속 스펙트럼 제거된 H𝛼 협역 영상 기법을 통해 천체선 방향의 오염자(선형 간섭자)를 줄이기 위해.

제안 방법

• 연속 스펙트럼 제거된 협역 H𝛼 영상 기법을 사용하여 별성 동반은하를 탐지함으로써 배경 및 전경 오염물질를 억제하였다.
• 연구는 20~40 Mpc 이내의 119개의 중심 은하를 대상으로 하였으며, 마젤란 구름 유사 시스템과 일치하는 투영 거리를 가진 것으로 설정하였다.
• 형태학적 유사성과 필드 은하의 Sm/Im 은하와의 유사성에 기반하여, 객체들을 가능성이 있는 동반은하로 분류하였다.
• 진정한 동반은하를 확인하고 간섭 구조나 디스크 조각을 배제하기 위해 분광학적 후속 관측을 권고하였다.
• 공간적 비완전성은 통계적으로 보정되었으며, 이로 인해 유효 탐색 부피는 53개의 전체 동반은하 포함 영역으로 산정되었다.
• 탐지된 동반은하의 빛의 세기와 별성 생성률을 LMC와 SMC의 값과 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 은하수에 비해 마젤란 구름이 은하수에 비해 가까운 거리에 있는 것처럼, 40 Mpc 이내에서 별성 동반은하의 빈도는 얼마인가?
• RQ2 은하수의 두 거대한 별성 동반은하가 필드 은하 집단의 일반적인 특성과 유사한가, 아니면 이례적인가?
• RQ3 탐지된 동반은하의 별성 생성률과 빛의 세기는 LMC와 SMC와 비교해 어떻게 다른가?
• RQ4 탐지된 동반은하 중 진정한 동반은하의 비율은 어느 정도이며, 천체선 방향 또는 디스크 관련 구조로 인한 오염은 어떻게 최소화할 수 있는가?
• RQ5 은하수의 동반은하계가 일반적인 필드 은하 환경을 대표하는가?

주요 결과

• 119개의 중심 은하 주위에 총 9개의 가능성이 있는 별성 동반은하가 식별되었으며, 추가로 2개의 가능성이 있는 후보가 더 있었다.
• 비완전성 보정 후, 중심 은하당 가능성이 있는 동반은하 0.17개, 가능한 후보 0.21개의 빈도로 나타났다.
• 대마젤란은하(LMC)는 탐지된 9개의 동반은하 전부를 뛰어넘는 R-대역 빛의 세기로, 별성 생성률에서도 유일하게 높은 순위를 차지하였다.
• 소마젤란은하(SMC)는 탐지된 9개의 가능성이 있는 동반은하 중 빛의 세기와 별성 생성률에서 모두 중앙값 이하의 수준이었다.
• 샘플 내 어떤 시스템에서도 두 개의 별성 동반은하를 동시에 지닌 경우는 없었으며, 이는 은하수가 이와 같은 특성을 지닌 것은 특별한 경우임을 시사한다.
• 탐지된 동반은하들은 형태학적 특성과 정규화된 별성 생성률 측면에서 필드 은하의 Sm 및 Im 은하와 유사하였지만, 분류 기준이 마젤란 구름과의 유사성에 기반하여 순환 논리적 오류가 내재되어 있었다.