[논문 리뷰] The VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS). Star formation history of passive galaxies

M. Siudek, K. Małek외 37명|arXiv (Cornell University)|2016. 05. 18.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 92인용 수 22

한 줄 요약

이 연구는 적색편이 0.4 < z < 1.0 범위에서 VIPERS 설문의 통합 스펙트럼을 사용하여 수동적 적색 은하의 별 형성 역사(은하 형성 이론)를 추적한다. D4000 및 Hδ_A 지표를 분석한 결과, 질량이 큰 은하는 z_form ≈ 1.7에서, 질량이 작은 은하는 z_form ≈ 1.0에서 별을 형성한 것으로 나타나, 더 질량이 큰 시스템에서 더 오래된 인구를 가진다는 다운사이징 시나리오를 지지한다.

ABSTRACT

We trace the evolution and the star formation history of passive galaxies, using a subset of the VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS). We extracted from the VIPERS survey a sample of passive galaxies in the redshift range 0.4

연구 동기 및 목표

• 중간 적색편이 데이터를 활용하여 지난 80억 년 동안 수동적 적색 은하의 별 형성 역사를 추적하기 위해.
• 넓은 적색편이 범위에서 순수한 수동 은하 샘플을 선별할 때 발생하는 오염 및 완전성 문제를 다루기 위해.
• 합성 모델과 비교하여 D4000 및 Hδ_A와 같은 스펙트럼 지표를 사용해 형성 적색편이와 별 인구 연령을 제약하기 위해.
• 독립적인 연령 지표를 사용하여 은하 진화에서 다운사이징 시나리오의 일관성을 시험하기 위해.
• z ≈ 0.4–1.0 범위에서 수동 은하의 형성 적색편이–은하 질량 관계를 수립하고 지역 관측 결과와 비교하기 위해.

제안 방법

• VIPERS에서 0.4 < z < 1.0 및 10.00 < log(M_star/M☉) < 12.00 범위의 순수하고 완전한 3,991개의 수동적 적색 은하 샘플을 선별하기 위해 변화하는 U-V 색상 컷과 품질 컷을 사용하였다.
• 신호 대 잡음 비율을 향상시키기 위해 은하 질량 및 적색편이의 좁은 범위에 걸쳐 스펙트럼을 통합하였다.
• 통합 스펙트럼에서 D4000_n 브레이크와 Hδ_A 리크 지표를 측정하여 별 인구 특성의 연령 민감도 지표로 활용하였다.
• 관측된 지표 추세를 합성 별 인구 모델의 격자와 비교하여 단일 폭발 가정 하에 형성 적색편이(z_form)를 추론하였다.
• 두 가지 독립적인 연령 지표(D4000 및 Hδ_A)를 사용하여 형성 적색편이 추정치의 상호 검증을 수행하고 일관성을 평가하였다.
• 지속적인 D4000 및 Hδ_A 지표의 질량과 적색편이 의존성 분석을 위해 국지적 SDSS 데이터(z ≈ 0.2)를 포함시켰다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 z ≈ 0.4에서 z ≈ 1.0 사이에서 수동적 적색 은하의 별 인구 연령은 적색편이와 은하 질량에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ2 중간 적색편이에서 수동적 적색 은하의 형성 적색편이(z_form)는 은하 질량에 따라 어떻게 달라지는가?
• RQ3 D4000 및 Hδ_A 지표는 얼마나 일관된 형성 역사를 반영하는가? 이는 이러한 지표가 연령 지표로 사용될 수 있음을 검증하는가?
• RQ4 수동 은하의 형성 적색편이–은하 질량 관계는 z ≈ 1에서 현재까지 일관되게 유지되는가?
• RQ5 관측된 경향은 은하 진화에서 다운사이징 시나리오를 지지하는가, 아니면 도전하는가?

주요 결과

• D4000_n 지표는 적색편이가 증가함에 따라 증가하며, 이는 수동 은하의 별 인구가 고적색편이에서 더 오래된 것으로 나타남을 시사한다.
• Hδ_A 지표는 적색편이가 증가함에 따라 감소하며, 이는 더 오래된 별 인구에서 발라머 흡수선이 더 약하다는 것을 확인한다.
• D4000_n 및 Hδ_A 지표는 둘 다 질량에 대해 강력하고 거의 선형적인 의존성을 보이며, 질량이 큰 은하일수록 더 오래된 인구를 가진다.
• 질량이 큰 수동 은하(log(M_star/M☉) > 11)의 형성 적색편이는 z_form ≈ 1.7로 추정되며, 질량이 작은 은하의 경우 z_form ≈ 1.0이다.
• D4000_n 및 Hδ_A 지표로부터 유도된 z_form 추정치 간의 일관성은 은하 형성에서 다운사이징 시나리오를 강력히 지지한다.
• D4000_n 및 Hδ_A 지표의 질량에 대한 관계 형태는 z ≈ 0.2에서 z ≈ 1.0 사이에서 유의미한 진화를 보이지 않으며, 이는 시간에 따라 안정된 형성 패턴이 유지됨을 시사한다.