[논문 리뷰] The ultraviolet properties of Luminous Infrared Galaxies at z ~ 0.7: is there any evolution in their dust attenuation?

V. Buat, D. Marcillac외 6명|ArXiv.org|2007. 03. 01.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 41인용 수 27

한 줄 요약

이 연구는 GALEX 및 Spitzer/MIPS 자료를 이용해 z ~ 0.7에서 190개의 빛나는 적외선 은하(LIRGs)의 근적외선(FUV) 및 총 적외선(TIR) 휘도를 측정하여-dust 감쇠 진화를 평가한다. 지역 LIRGs와 비교해 평균 FUV 먼지 감쇠가 약 0.5 mag 감소한 것으로 나타났으며, 이는 적외선 휘도에 따른 먼지 진화와 일치하며, 적색편이 증가에 따른 전반적 감쇠 증가와는 다릅니다.

ABSTRACT

The TIR and FUV luminosity functions of galaxies and the related luminosity densities rho(TIR) and rho(FUV) are known to evolve from z=0 to z~1 but with a different rate: the galaxy populations appear brighter in the past at both wavelengths but the evolution in TIR is larger than in FUV. It leads to an increase of the ratio of TIR to FUV luminosity densities rho(TIR)/rho(FUV) which can be interpreted as a global increase of the dust attenuation from z=0 to z~1. Our aim is to understand the origin of this increase. We focus on infrared galaxies with L(TIR>10^{11} Lsun at z~0.7 observed by SPITZER/MIPS and we measure their UV emission at 2310 A from GALEX. These Luminous InfraRed Galaxies (LIRGs) represent the bulk of the TIR luminosity density at intermediate redshift. Some evolution of L(TIR)/L(FUV) and therefore of dust attenuation is found for these galaxies: LIRGs at z=0.7 span a larger range of L(TIR)/L(FUV) ratios than at z=0 and their mean dust attenuation at FUV is found ~0.5 mag lower than for their local counterparts. The decrease of dust attenuation is found lower than that reported in other studies for bright galaxies selected in UV rest-frame at z=1 and 2. From a semi-quantitative analysis we find that the slight decrease of dust attenuation for LIRGs at z=0.7 remains consistent with the increase of rho(TIR)/rho(FUV) with redshift.

연구 동기 및 목표

• 빛나는 적외선 은하(LIRGs)의 먼지 감쇠가 z ~ 0.7에서 적색편이에 따라 진화하는지 조사한다.
• z=0에서 z~1로의 TIR 대 FUV 휘도 밀도 비율(ρTIR/ρFUV) 증가 원인을 평가한다.
• 먼지 감쇠의 진화가 빛나는 휘도 의존성인지, 고적색편이에서의 은하 성질의 본질적 변화인지 확인한다.
• z~0.7 LIRGs의 FUV 대 TIR 휘도 비율(LTIR/LFUV)을 동일한 방식으로 선별한 지역 LIRGs와 비교하여 진화 효과를 분리한다.
• 관측된 우주적 항성 형성 추적자 진화가 빛나는 휘도에 따라 먼지 감쇠가 스케일링되는 것만으로 일관되는지 평가한다.

제안 방법

• Spitzer/MIPS 설문조사에서 LTIR ≥ 10^11 L☉인 z ~ 0.7에서 190개의 LIRGs를 선별하였다.
• GALEX 영상 자료를 이용해 고정기준 FUV 휘도(약 1500 Å)를 측정하였으며, 검출률은 83%였다.
• 표준 감쇠 법칙을 가정하여 고정기준 LTIR/LFUV 비율을 먼지 감쇠의 지표로 계산하였다.
• 적색편이 진화를 분리하기 위해, 동일한 방식으로 선별된 지역 LIRG 샘플과 z~0.7 LIRG 샘플을 비교하였다.
• 먼지 감쇠와 볼로메트릭 휘도(Lbol) 사이의 알려진 관계를 이용해 예상되는 진화를 모델링하였다.
• 반정량적 분석을 수행하여 관측된 ρTIR/ρFUV의 진화가 빛나는 휘도 의존성 먼지 감쇠만으로 설명 가능한지 테스트하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 z ~ 0.7에서 LIRGs의 먼지 감쇠는 유사한 적외선 휘도를 가진 지역 LIRGs와 다를까?
• RQ2 z=0에서 z~1로의 ρTIR/ρFUV 증가가 전반적 진화가 아니라 빛나는 휘도 의존성 먼지 감쇠에 의해 얼마나 영향을 받을까?
• RQ3 z=1–2에서 UV로 선별된 은하에서 관측된 먼지 감쇠 감소는 ρTIR/ρFUV의 진화와 일치하는가?
• RQ4 z~0.7 LIRGs의 LTIR/LFUV 비율 분포는 지역 LIRGs의 먼지 흡수 범위와 어떻게 비교되는가?
• RQ5 관측된 우주적 항성 형성률 밀도의 진화는 고정된 휘도에서 전반적 먼지 감쇠 증가 없이도 빛나는 휘도 의존성 먼지 감쇠로 설명될 수 있는가?

주요 결과

• z~0.7 LIRGs 중 83%가 FUV 대역에서 검출되어 이 시스템들에서 뚜렷한 비은폐 항성 형성이 일어나고 있음을 시사한다.
• z~0.7 LIRGs 샘플은 지역 샘플보다 더 넓은 분포의 LTIR/LFUV 비율을 보이며, 먼지 감쇠의 다양성이 더 크다는 것을 나타낸다.
• z~0.7 LIRGs의 평균 LTIR/LFUV 비율은 지역 LIRGs보다 0.2 덱스 낮아, 평균 FUV 먼지 감쇠가 약 0.5 mag 감소한 것으로 의미한다.
• 관측된 먼지 감쇠 감소는 z=1–2에서 UV로 선별된 은하에서 보고된 것보다 작아, 서로 다른 선별 편향이 있을 수 있음을 시사한다.
• z=0에서 z~0.7로의 ρTIR/ρFUV 진화는 지역에서 관측된 빛나는 휘도 의존성 먼지 감쇠 관계와 일치한다.
• 적색편이 증가에 따른 은하의 본질적 밝아짐과 빛나는 휘도 의존성 먼지 감쇠의 조합은 고정된 휘도에서 전반적 먼지 감쇠 증가 없이도 관측된 ρTIR/ρFUV 증가를 설명할 수 있다.