[논문 리뷰] The Hamburg/SAO survey for low metallicity blue compact/HII-galaxies (HSS-LM). I. The first list of 46 strong-lined galaxies

A. V. Ugryumov, D. Engels외 4명|ArXiv.org|2002. 09. 24.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 68인용 수 19

한 줄 요약

이 논문은 해머부르크/SAO 저금속도 조사(HSS-LM)에서 객관 프리즘 스펙트럼을 통해 선별하고 6m 천체망원경 스펙트럼 관측으로 확인한, 처음으로 46개의 강선형 블루 콤팩트/H II 은하(BCG) 목록을 제시한다. 이 조사는 산란된 금속도가 매우 낮은 은하(산소 금속도 Z ≤ 1/20 Z⊙) 4개를 성공적으로 식별하였으며, 이 중 3개는 새로운 발견으로, 산소 금속도는 12+log(O/H) = 7.42에서 8.40 사이로 다양하게 변하며, 초기 은하 진화를 연구하는 데 적합한 저금속도 시스템을 효과적으로 발견하는 데 성공했다.

ABSTRACT

We present the description and the first results of a new project devoted to the search for extremely metal-deficient blue compact/HII-galaxies (BCGs) and to the creation of a well selected large BCG sample with strong emission lines. Such galaxies should be suitable for reliable determination of their oxygen abundance through the measurement of the faint [OIII]4363A line. The goals of the project are two-fold: a) to discover a significant number of new extremely metal-poor galaxies (Z <= 1/20 Zo), and b) to study the metallicity distribution of local BCGs. Selection of candidates for follow-up slit spectroscopy is performed on the database of objective prism spectra of the Hamburg Quasar Survey. The sky region is limited by delta >= 0 deg. and b^ii <= -30 deg. In this paper we present the results of the follow-up spectroscopy conducted with the Russian 6m telescope. The list of observed candidates contained 52 objects, of which 46 were confirmed as strong-lined BCGs (EW([OIII]5007) >= 100 A). The remaining five lower excitation ELGs include three BCGs, and two galaxies classified as SBN (Starburst Nucleus) and DANS (Dwarf Amorphous Nucleus Starburst). One object is identified as a quasar with a strong Ly_alpha emission line near 5000 A (z~3). We provide a list with coordinates, measured radial velocities, B-magnitudes, equivalent widths EW([OIII]5007) and EW(H_beta) and for the 46 strong-lined BCGs the derived oxygen abundances 12+log(O/H). The abundances range between 7.42 and 8.4 (corresponding to metallicities between 1/30 and 1/3 Zo). The sample contains four galaxies with Z < 1/20 Zo, of which three are new discoveries.

연구 동기 및 목표

• 저금속도 블루 콤팩트/H II 은하(BCG)를 대상으로 한 조사로, 극도로 금속도가 낮은 은하(Z ≤ 1/20 Z⊙)를 다수 발견하는 것.
• 강한 발광선을 가진 BCG의 신뢰할 수 있는 산소 금속도 결정을 위해 [O III] λ4363 선을 활용한 직접 방법을 적용할 수 있도록 잘 선별된 대규모 샘플을 구축하는 것.
• 특히 극히 드문, 가장 금속도가 낮은 예시에 초점을 맞춰 국지 BCG의 금속도 분포를 연구하는 것.
• 해머부르크 쿼라스 조사의 객관 프리즘 데이터베이스와 후속 스펙트럼 관측을 활용하여 저금속도 은하 식별의 효율을 향상시키는 것.

제안 방법

• 해머부르크 쿼라스 조사의 객관 프리즘 스펙트럼 데이터베이스에서 δ ≥ 0° 및 bII ≤ -30° 범위에 제한된 후보 BCG를 선별.
• 러시아 과학아카데미 특수천체물리학관측소의 6m 천체망원경을 이용한 후속 스펙트럼 관측.
• radial 속도, B magnitude, [O III] λ5007 및 Hβ 발광선의 등가폭(EW) 측정 및 [O III] λ4363 선을 이용한 직접 방법에 기반한 산소 금속도 유도.
• NED 자료와 Schlegel 등(1998)의 먼지 지도를 활용한 흡수 보정 적용.
• 발광선 특성에 기반한 비-BCG 물체의 분류를 수행하며, SBN, DANS 및 쿼라스를 식별.
• 금속도를 정량화하기 위해 12+log(O/H) 척도를 사용하며, [O III] λ4363 선 강도 및 [O III] λ5007 대비 Hβ 비율을 통해 값 유도.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 해머부르크/SAO 조사에서 객관 프리즘 선별과 후속 스펙트럼 관측을 통해 극도로 금속도가 낮은 BCG(Z ≤ 1/20 Z⊙)를 식별하는 데 얼마나 효율적인가?
• RQ2 특히 강한 발광선을 가진 국지 BCG의 금속도 분포는 기존 샘플과 비교해 어떻게 다를지, 이는 그들의 진화 상태에 대해 무엇을 드러내는가?
• RQ3 어떤 발광선 특성(예: [O III] λ5007의 등가폭, 도플러 이동 속도, B magnitude)이 강선형 BCG와 낮은 흥분도 또는 비-BCG 시스템을 가장 잘 구분하는가?
• RQ4 희미한 발광선 은하에서 [O III] λ4363 선을 신뢰성 있게 측정할 수 있는가? 이는 직접 방법에 기반한 정확한 산소 금속도 결정을 가능하게 하는가?
• RQ5 조사한 하늘 영역의 몇 퍼센트가 극도로 금속이 부족한 BCG를 포함하고 있으며, 이는 이전 조사와 비교해 어떠한가?

주요 결과

• 강선형 BCG 46개가 확인되었으며, [O III] λ5007의 등가폭이 ≥ 100 Å로, 고흥분도 시스템을 위한 주요 선별 기준을 충족.
• 유도된 산소 금속도(12+log(O/H)) 범위는 7.42에서 8.40이며, 태양 금속도의 1/30에서 1/3 사이의 금속도에 해당.
• 4개의 은하가 금속도 ≤ 1/20 Z⊙에 해당하며, 이 중 3개는 새로운 발견로, 극도로 금속이 낮은 시스템을 효과적으로 발견하고 있음을 확인.
• 46개 BCG의 도플러 이동 속도 범위는 500에서 19,000 km s⁻¹이며, 중앙값은 약 6,400 km s⁻¹로, 넓은 적색이동 분포를 보임.
• 확인된 BCG의 일반적인 B magnitude는 17.0에서 18.0 사이로, 낮은 질량의 은하 집단과 일치.
• 5개의 비-BCG 물체가 식별됨: 세 개는 낮은 흥분도를 가진 BCG로 분류되었으며, 두 개는 SBN 또는 DANS 은하로, 한 개는 강한 Lyα 발광선을 가진 고적색이동 쿼라스(z ~ 3)로 확인됨.