[논문 리뷰] The ionized gas in the CALIFA early-type galaxies I. Mapping two representative cases: NGC 6762 and NGC 5966

C. Kehrig, A. Monreal‐Ibero외 19명|arXiv (Cornell University)|2012. 02. 02.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 66인용 수 74

한 줄 요약

이 연구는 CALIFA 설문조사의 적분장 스펙트로스코피를 사용하여 두 개인형은하인 NGC 6762와 NGC 5966의 이온화된 가스를 분석하여, LINER 유사한 선비율을 보이는 공간적으로 균일한 저-excited 방출을 규명하였다. NGC 6762에서는 후-AGB 별에 의한 광이온화가 가스를 설명하며, NGC 5966에서는 확장된 이온화된 가스 구조가 존재하여 이온화 콘 또는 분리된 회전 디스크일 가능성이 있으며, pAGB 별을 초월한 핵심원인이 필요하다고 한다.

ABSTRACT

As part of the CALIFA survey, we conducted a thorough 2D analysis of the ionized gas in two E/S0 galaxies, NGC6762 and NGC5966, aiming to shed light on the nature of their warm ionized ISM. We present optical IFS obtained with the PMAS/PPAK spectrophotometer. To recover the nebular lines, we subtracted the underlying stellar continuum from the observed spectra using the STARLIGHT code. In NGC6762, the ionized gas and stellar emission display similar morphologies, while the emission line morphology is elongated in NGC5966, spanning ~6 kpc, and is oriented roughly orthogonal to the major axis of the stellar continuum ellipsoid. Whereas gas and stars are kinematically aligned in NGC6762, the gas is kinematically decoupled from the stars in NGC5966. A decoupled rotating disk or an ionization cone are two possible interpretations of the elongated ionized gas structure in NGC5966. The latter would be the first ionization cone of such a dimension detected within a weak emission-line galaxy. Both galaxies have weak emission-lines relative to the continuum [EW(Ha)< 3 A] and have low excitation, log([OIII]5007/Hb) < 0.5. Based on optical diagnostic ratios ([OIII]5007/Hb,[NII]6584/Ha,[SII]6717,6731/Ha,[OI]6300/Ha), both objects contain a LINER nucleus and an extended LINER-like gas emission. The emission line ratios do not vary significantly with radius or aperture, which indicates that the nebular properties are spatially homogeneous. The gas emission in NGC6762 can be best explained by photoionization by pAGB stars without the need of invoking any other excitation mechanism. In the case of NGC5966, the presence of a nuclear ionizing source seems to be required to shape the elongated gas emission feature in the ionization cone scenario, although ionization by pAGB stars cannot be ruled out.(abridged)

연구 동기 및 목표

• 고해상도 공간 해상도 스펙트로스코피를 사용하여 초기형은하의 따뜻한 이온화된 은하간성간물질(ISM)의 성격을 조사하기 위해.
• 약한 Hα 선을 보이는 ETG에서 저-excited 난방 방출을 일으키는 이온화 원인을 규명하기 위해.
• 이온화 콘 또는 운동적으로 분리된 가스 디스크가 ETG에서 확장된 이온화된 가스 형태를 설명할 수 있는지 평가하기 위해.
• 후-AGB 별이 고요한 ETG에서 이온화를 설명할 수 있을 뿐만 아니라, 추가적인 원인이 필요할 수 있다는 가설을 검증하기 위해.

제안 방법

• 칼라조 고도에서 PMAS/PPAK를 사용하여 3745–7300 Å 범위의 광학적 적분장 스펙트로스코피를 확보하여 1 arcmin × 1 arcmin 영역을 커버하였다.
• STARLIGHT 스펙트럼 합성 코드를 사용하여 별의 연속 스펙트럼을 모델링하고 제거하여 순수한 방출선 스펙트럼을 분리하였다.
• 이オン화 메커니즘을 분류하기 위해 난방선 비율([O iii]λ5007/Hβ, [N ii]λ6584/Hα, [S ii]λ6717,6731/Hα, [O i]λ6300/Hα)을 측정하였다.
• 관측된 선비율을 진단도표와 비교하여 이온화 원인(예: LINER, AGN, 충격)을 확인하였다.
• 이온화된 가스와 별 성분 간의 공간적 및 운동적 정렬을 분석하여 역동적 역사 정보를 유추하였다.
• 이온화 복사 에너지와 관측된 가스 방출 간의 에너지 일관성을 평가하여 이온화 메커니즘을 제약하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 NGC 6762와 NGC 5966에서 관측된 확장된 저-excited 이온화된 가스의 기원은 무엇인가?
• RQ2 후-AGB 별만으로 이 두 ETG에서 관측된 이온화를 설명할 수 있는가, 아니면 추가적인 원인이 필요한가?
• RQ3 NGC 5966에서 관측된 기하학적으로 기울어진 이온화된 가스 구조는 이온화 콘으로서의 설명이 더 타당한가, 아니면 운동적으로 분리된 회전 디스크인가?
• RQ4 이들 은하에서의 공간 해상도가 높은 선비율이 이온화 원인에 대한 표준 진단도표와 어떻게 비교되는가?
• RQ5 약한 방출선을 보이는 ETG에서 핵심 활동 또는 충격이 이온화된 가스 형태를 어떻게 형성하는가?

주요 결과

• NGC 6762와 NGC 5966는 모두 등가폭 ≤ 3 Å이고, log([O iii]λ5007/Hβ) ≤ 0.5이므로 저-excited 상태임을 나타내는 약한 Hα 방출을 보인다.
• 방출선 비율이 양쪽 은하에서 공간적으로 균일하여 넓은 반경에서 일관된 이온화 조건을 나타낸다.
• NGC 6762에서는 가스와 별의 방출이 형태학적으로 및 운동학적으로 정렬되어 있으며, 후-AGB 별에 의한 광이온화가 주요 메커니즘임을 지지한다.
• NGC 5966에서는 이온화된 가스가 별의 주축과 수직인 방향으로 기하학적으로 기울어진 구조(~6 kpc)를 이루며, 운동학적으로 분리되어 있어 비별성 기원을 시사한다.
• NGC 5966의 에너지 예산은 후-AGB 별을 초월한 추가 이온화 원인이 필요함을 시사하며, 핵심 라디오 소스가 AGN 활동을 암시할 수 있다.
• NGC 5966에 대해 이온화 콘 시나리오가 타당하며, 이는 약한 방출선 은하에서 이온화 콘의 잠재적 탐지 사례로 첫 번째로 기록된다.