[논문 리뷰] Unusual PAH Emission in Elliptical Galaxies

J. D. Bregman, Joel N. Bregman외 1명|arXiv (Cornell University)|2006. 04. 18.

Spectroscopy and Laser Applications인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 휴면 상태의 타원은하인 NGC4697에서 비정상적인 다환화합물(PAH) 복사가 관측되었음을 밝혀냈다. 이는 전체 PAH 복사가 강력한 데도 7.7 μm PAH 특징이 약한 현상이다. 기저의 은하 스펙트럼을 빼낸 후, PAH 특징 비율은 은하수의 흩어진 간성간 매질과 유사하게 나타나, 현재는 끝난 최근의 별 형성 폭발이 아니라 지속적인 별 형성 또는 HII 영역 환경이 아니라는 것을 시사한다.

ABSTRACT

In a sample of thirty normal elliptical galaxies observed with the Spitzer IRS, one galaxy, NGC4697, shows strong PAH emission, but with an apparently weak 7.7 micron feature. We find that the PAH emission is confined to the central regions of the galaxy and that once a quiescent elliptical galaxy spectrum is subtracted, the PAH feature ratios are normal. We show that the PAH spectrum resembles the diffuse ISM of our galaxy rather than an HII region, and is not indicative of a starburst galaxy. We suggest that the PAHs in NGC4697 are consistent with a recent but now past burst of star formation.

연구 동기 및 목표

• 정상적인 타원은하에서 강력하지만 이례적인 PAH 복사의 기원을 규명하는 것, 특히 NGC4697에서의 7.7 μm 특징이 약한 이유를 밝히는 것.
• PAH 복사가 지속적인 별 형성, 별 폭발, 또는 휴면 상태의 간성간 매질에서 기인하는지 확인하는 것.
• NGC4697의 PAH 스펙트럼을 은하수의 흩어진 ISM 및 HII 영역 템플릿과 비교하는 것.
• 관측된 PAH 특징이 휴면 상태의 타원은하에서 최근에 끝난 별 형성 폭발과 일치하는지 평가하는 것.

제안 방법

• Spitzer IRS 분광법을 사용하여 정상적인 타원은하 30개의 샘플을 관측하였다. 이 중에는 NGC4697가 포함되어 있다.
• NGC4697 스펙트럼에서 휴면 상태의 타원은하 스펙트럼을 빼내어 PAH 복사 특징을 분리하였다.
• PAH 특징 비율(예: 6.2, 7.7, 11.3 μm)을 측정하고, 은하수의 흩어진 ISM 및 HII 영역 템플릿과 비교하였다.
• 스펙트럼 에너지 분포 분석을 통해 PAH 복사가 NGC4697의 중심 영역에 국한되어 있음을 확인하였다.
• 강한 복사선이 없고 PAH 특징의 형태가 복사 폭발 또는 HII 영역 환경을 배제하는 데 사용되었다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 왜 NGC4697는 별 형성 영역에서 일반적으로 관측되는 패턴과는 다르게 강력한 PAH 복사와 함께 7.7 μm 특징이 약한가?
• RQ2 NGC4697의 PAH 복사는 은하수의 흩어진 ISM와 같은 휴면 상태의 간성간 매질과 일치하는가?
• RQ3 NGC4697의 PAH 복사는 일반적으로 휴면 상태의 타원은하에서 최근 또는 지속적인 별 폭발 사건에 기인한 것일 수 있는가?
• RQ4 NGC4697의 PAH 특징의 스펙트럼 형태는 HII 영역 및 다른 휴면 상태의 은하와 어떻게 비교되는가?
• RQ5 NGC4697 중심 영역에 국한된 PAH 복사의 공간적 분포는 그 별 형성 역사에서의 시기와 성격에 대해 무엇을 시사하는가?

주요 결과

• NGC4697의 PAH 복사는 중심 영역에 국한되어 있어, 광범위한 간성간 매질 분포가 아니라 局부적인 기원을 가리킨다.
• 기저의 휴면 상태의 타원은하 스펙트럼을 뺀 후, NGC4697의 PAH 특징 비율은 은하수의 흩어진 간성간 매질과 일치한다.
• NGC4697의 PAH 스펙트럼은 HII 영역의 것과 유사하지 않으며, 지속적이거나 매우 최근의 강한 별 형성 환경을 배제한다.
• 약한 7.7 μm 특징은 비정상적인 PAH 화학을 시사하는 것이 아니라, 별 폭발 이후 환경과 일치한다.
• 관측된 PAH 복사는 NGC4697에서 최근에 일어났지만 이미 끝난 별 형성 폭발에 의해 가장 잘 설명된다.