[논문 리뷰] HI study of extremely metal-deficient dwarf galaxies. I. The Nancay Radio Telescope observations of twenty-two objects

S. A. Pustilnik, Jean‐Michel Martin|ArXiv.org|2007. 01. 17.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 92인용 수 27

한 줄 요약

이 연구는 나앙아 라디오 천체망원경를 사용하여 22개의 극도로 금속 농도가 낮은 (XMD) 난쟁이 은하에 대한 H i 21-cm 선 관측을 수행하였으며, 18개를 검출하고 네 개에 대해 상한선을 제공하였다. 이는 H i 질량(2개의 주문수준)과 청색 등급(2개의 주문수준)에서 광범위한 변동성을 보이며, 70%가 상호작용의 증거를 보이며, XMD 은하의 진화와 가스 함량에 대한 통계 분석을 위한 알려진 H i 매개변수를 갖는 샘플을 크게 확장하고 있다.

ABSTRACT

The goal of this study is to measure parameters of the integrated HI emission for twenty-two dwarf galaxies with oxygen abundance 12+log(O/H) in the range of 7.42 to 7.65, which are representatives of the eXtremely Metal-Deficient (XMD) galaxy group. Some of them are expected to be similar to the well-known candidates for local young galaxies, IZw18 and SBS 0335-052 that have most of their baryon mass in the form of neutral gas. Therefore, the HI 21-cm line observations are crucial to understanding their group and individual properties. The Nancay Radio Telescope (NRT) with the upgraded focal receiver was used for observations of the 21-cm HI-line. This permitted the detection of the faintest sources with rms of ~1 mJy per 10.5 km/s resolution element. For eighteen detected galaxies we present the parameters of their integrated HI line emission and describe the data on individual objects in more detail. For four undetected XMD galaxies, we give upper limits on their M$(HI). For 70% of the twenty studied non low surface brightness XMD galaxies, we find evidence (both from HI and optical data) for their interaction with neighboring objects. In the brief discussion of the group HI properties of the observed subsample (the total O/H range is of 0.23 dex, or a factor of 1.7), we underline the broad distributions of the HI mass (range is of 2 orders of magnitude), of the ratio M(HI)/L_B (of 1 order of magnitude), and of the blue luminosity (range is of 2 orders of magnitude). We also obtained HI parameters of six galaxies that do not belong to the XMD sample. These data increase the number of XMD galaxies with known integrated HI parameters (or upper limits) by a factor of two. This allows us to address statistical properties of this group, which will be presented in a forthcoming paper. (Abridged).

연구 동기 및 목표

• 12+log(O/H)가 7.42에서 7.65 사이인 22개의 극도로 금속 농도가 낮은 (XMD) 난쟁이 은하에 대해 통합 H i 복사 매개변수를 측정하기 위해.
• H i 및 광학 데이터를 분석하여 상호작용과 tidal 힘이 XMD 은하에서 항성 형성의 촉매 역할을 하는지 평가하기 위해.
• 18개 은하에 대한 새로운 측정치 또는 상한선과 함께 네 개의 새로운 상한선을 제공하여 XMD 은하의 H i 특성에 대해 알려진 샘플을 확장하기 위해.
• AM 0624–261 방향에서 감지된 희미한 H i 소스의 성격을 조사하기 위해, 이는 새로운 고속 H i 구 nuage (HVC)일 수 있다.

제안 방법

• 관측는 개선된 초점 수신기를 장착한 나앙아 라디오 천체망원경 (NRT)를 사용하여 수행되었으며, 감도는 약 1 mJy/10.5 km s⁻¹ 해상도 요소를 확보하였다.
• 22개의 XMD 난쟁이 은하에 대해 H i 21-cm 선 복사 매개변수를 측정하였으며, 검출된 소스에 대해 통합 선 매개변수(유량, 속도 폭, 시스템적 속도)를 유도하였다.
• 감도 및 빔 특성과 동일한 조건에서 네 개의 비검출 XMD 은하에 대해 H i 질량 상한선을 계산하였다.
• 상호작용 또는 융합의 징후를 평가하기 위해 광학 데이터 및 형태 분석을 사용하였다.
• AM 0624–261 방향에서 V_hel = 188 km s⁻¹에 위치한 검출된 H i 소스는 유량, 속도 폭 및 각도적 위치를 기반으로 알려진 HVC들과 비교하여 그 성격을 평가하였다.
• NED, LEDA 및 SDSS의 데이터를 사용하여 은하 특성과 환경적 맥락을 확인하기 위해 교차 검증하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 12+log(O/H) ≤ 7.65인 22개의 XMD 난쟁이 은하에 대해 통합 H i 매개변수(유량, 속도 폭, 질량)는 무엇인가요?
• RQ2 0.23 dex의 좁은 O/H 범위 내에서 XMD 은하의 H i 질량과 청색 등급은 어떻게 변동하는가요?
• RQ3 H i 및 광학 데이터를 기반으로 비-LSB XMD 은하 중 얼마나 많은 비율이 상호작용 또는 융합의 증거를 보이며?
• RQ4 AM 0624–261 방향에서 V_hel = 188 km s⁻¹에 위치한 희미한 H i 소스는 새로운 고속 H i 구 nuage (HVC)의 일부입니까?
• RQ5 이 샘플 내에서 XMD 은하의 H i 특성은 비-XMD 은하와 어떻게 비교되는가요?

주요 결과

• 18개의 XMD 난쟁이 은하가 H i 21-cm 복사에서 검출되었으며, H i 질량은 약 2 × 10⁷ M⊙에서 ~3 × 10⁹ M⊙ 사이로 두 개의 주문수준에 걸쳐 변동하였다.
• 검출된 XMD 은하의 청색 절대 등급 (M_B) 는 -12.5에서 -17.7 사이로 변동하여 청색 등급에서 두 개의 주문수준 변화를 보였다.
• 샘플 내 비-LSB XMD 은하의 70%에서 H i 및 광학 데이터 양측 모두가 이웃 물체와의 상호작용 또는 융합의 명백한 증거를 보였다.
• 네 개의 XMD 은하가 검출되지 않았으며, 그들의 H i 질량 및 M(Hi)/L_B 비율에 대해 상한선이 설정되어 가스 함량에 대한 제약 조건이 향상되었다.
• V_hel = 188 km s⁻¹에 위치한 희미한 H i 소스는 통합 유량 0.77 Jy km⁻¹, W₅₀ = 37 ± 5 km s⁻¹이며, 이는 새로운 고속 H i 구 nuage (HVC 234.3-16.8+208)의 일부일 가능성이 높으며, 유량과 속도 폭에서 주변 HVC들과 일치한다.
• 이 연구는 알려진 통합 H i 매개변수 또는 상한선을 갖는 XMD 은하의 수를 두 배로 늘려 향후 그들의 전반적 특성에 대한 통계 분석을 가능하게 하였다.