[論文レビュー] Identification of variability in recent star formation histories of local galaxies based on H$\alpha$/UV ratio

Rhythm Shimakawa, Yusei Koyama+4 more|arXiv (Cornell University)|May 2, 2017

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、z = 0.02–0.1の1,050個の近赤方銀河に対して、AKARI-GALEX-SDSSアーカイブのH$α$/UVフラックス比を用いて、最近の星形成歴（SFH）を調査した。その結果、星形成メインシーケンスからのずれがH$α$/UV比と相関することを明らかにした。これは、100 Myr未塔の時間スケールにおけるSFHの変動が、メインシーケンスにおける観測された散乱に寄与していることを示しており、選択バイアスが一部の高比値源を隠す可能性がある。

ABSTRACT

Because the timescale of H$\alpha$ emission (several tens of Myr) following star formation is significantly shorter than that of UV radiation (a few hundred Myr), the H$\alpha$/UV flux ratio provides insight on the star formation histories (SFHs) of galaxies on timescales shorter than $\sim100$ Myr. We present H$\alpha$/UV ratios for galaxies at $z=$ 0.02--0.1 on the familiar star-forming main sequence based on the AKARI-GALEX-SDSS archive dataset. The data provide us with robust measurements of dust-corrected SFRs in both H$\alpha$ and UV for 1,050 galaxies. The results show a correlation between the H$\alpha$/UV ratio and the deviation from the main sequence in the sense that galaxies above/below the main sequence tend to have higher/lower H$\alpha$/UV ratios. This trend increases the dispersion of the main sequence by 0.04 dex (a small fraction of the total scatter of 0.36 dex), suggesting that diversity of recent SFHs of galaxies has a direct impact on the observed main sequence scatter. We caution that the results suffer from incompleteness and a selection bias which may lead us to miss many sources with high H$\alpha$/UV ratios, this could further increase the scatter from SFHs in the star-forming main sequence.

研究の動機と目的

• 星形成メインシーケンスの散乱を形作る要因としての最近の星形成歴（SFH）の役割を調査すること。
• 100 Myr未塔の時間スケールにおけるSFHの変動が、H$α$/UVフラックス比という診断ツールに与える影響を評価すること。
• 観測バイアス（不完全性や選択効果など）が、観測されたH$α$/UV比分布に与える影響を評価すること。

提案手法

• AKARI-GALEX-SDSSマルチウェーブ長アーカイブから、チルト補正済みのH$α$およびUV星形成率（SFR）を用いる。
• H$α$（数十Myrの時間スケール）とUV（数100 Myrの時間スケール）の違いを活用し、H$α$/UVフラックス比を最近のSFHのトレーサーとして測定する。
• 星形成メインシーケンス上に位置するz = 0.02–0.1の範囲に属する1,050個の銀河のサンプルを適用する。
• H$α$/UV比をメインシーケンスからのずれと比較し、最近のSFH変動に依存する度合いを定量化する。
• 選択バイアスおよび不完全性が観測されたH$α$/UV比分布に与える影響を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異なる最近の星形成歴を示す銀河において、H$α$/UVフラックス比はどのように変動するか？
• RQ2 100 Myr未塔の時間スケールにおけるSFHの変動が、星形成メインシーケンスの散乱にどの程度寄与しているか？
• RQ3 観測の不完全性および選択バイアスは、H$α$/UV比の測定およびその解釈にどのように影響を与えるか？

主な発見

• メインシーケンスより上にある銀河は、より高いH$α$/UV比を示しており、これは最近のより活発な星形成活動を示唆している。
• メインシーケンスより下にある銀河は、より低いH$α$/UV比を示しており、これは最近の静穏的または低下傾向にある星形成を示唆している。
• H$α$/UV比はメインシーケンスからのずれと相関しており、全散乱（0.36 dex）のうち0.04 dexを占めている。
• この寄与度は、100 Myr未塔の時間スケールにおけるSFH変動が、星形成メインシーケンスの観測された散乱に直接寄与していることを示している。
• 本研究は、選択バイアスおよび不完全性が、高H$α$/UV比源の検出を抑制する可能性があるとして警告しており、SFHの多様性が散乱に与える真の寄与度は、これよりも大きい可能性がある。