[論文レビュー] Multi-frequency studies of galaxies and groups: I. Environmental effect on galaxy stellar mass and morphology

A. Poudel, P. Heinämäki+5 more|arXiv (Cornell University)|Mar 6, 2016

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 69被引用数 14

ひとこと要約

本研究では、SDSS、GAMA、WISEの多波長データを用いて、大規模環境の密度が銀河群内の銀河の星族質量関数および形態に与える影響を調査する。高密度環境に位置する衛星銀河は、特に楕円銀河において、低質量端の関数勾配が急で、特徴的質量が高く、密度領域での銀河形成がより効率的であることを示している。

ABSTRACT

To understand the role of the environment in galaxy formation, evolution, and present-day properties, it is essential to study the multi-frequency behavior of different galaxy populations under various environmental conditions. We crossmatch the SDSS DR10 group catalog with GAMA Data Release 2 and Wide-field Survey Explorer (WISE) data to construct a catalog of 1651 groups and 11436 galaxies containing photometric information in 15 different wavebands ranging from ultraviolet (0.152 μm) to mid-infrared (22 μm). We perform the spectral energy distribution (SED) fitting of galaxies using the MAGPHYS code and estimate the rest frame luminosities and stellar masses. We use the 1/Vmax method to estimate the galaxy stellar mass and luminosity functions, and the luminosity density field of galaxies to define the large scale environment of galaxies. The stellar mass functions of both central and satellite galaxies in groups are different in low and high density large scale environments. Satellite galaxies in high density environments have a steeper low mass end slope compared to low density environments, independently of the galaxy morphology. Central galaxies in low density environments have a steeper low mass end slope but the difference disappears for fixed galaxy morphology. The characteristic stellar mass of satellite galaxies is higher in high density environments and the difference exists only for galaxies with elliptical morphologies. Galaxy formation in groups is more efficient in high density large scale environments. Groups in high density environments have higher abundances of satellite galaxies, irrespective of the satellite galaxy morphology. The elliptical satellite galaxies are generally more massive in high density environments. The stellar masses of spiral satellite galaxies show no dependence on the large scale environment.

研究の動機と目的

• 大規模環境の密度が銀河群内の銀河の星族質量関数および形態的性質に与える影響を理解すること。
• 銀河群における銀河形成および進化が、大規模環境の高密度領域でより効率的であるかどうかを評価すること。
• 環境、形態、および銀河群の性質が星族質量関数および光度関数に与える影響を分離すること。
• 銀河群内の銀河の性質が、局所的な銀河群密度を超えて大規模な宇宙網環境に依存するかどうかを検証すること。

提案手法

• SDSS DR10の銀河群カタログをGAMA DR2およびWISEデータと照合し、15バンド（0.152–22 μm）の光度測定を有する1651個の銀河群および11,436個の銀河を含む多波長カタログを作成した。
• UVから中赤外波長にわたるバンド幅光度測定から、RESTフレーム光度および星族質量を導出するためにMAGPHYSコードを用いてSed適合を実施した。
• 赤方偏移範囲0.01–0.2における選択効果を補正するために、$1/V_{\mathrm{max}}$ 法を用いて銀河の星族質量関数および光度関数を推定した。
• 明るさ密度場を用いて大規模環境を定義し、高密度および低密度の宇宙網領域を区別した。
• 中心銀河と衛星銀河を別々に分析し、形態タイプ（楕円型対スパイラル型）および環境密度ごとの星族質量関数を比較した。
• 星族質量関数に二重Schechter関数をフィットし、環境条件ごとの結果を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大規模環境の密度は、銀河群内の銀河の星族質量関数にどのように影響を与えるか？
• RQ2 形態に依存しない形で、高密度環境に位置する衛星銀河は、低密度環境のものと異なる質量関数勾配を示すか？
• RQ3 衛星銀河の特徴的星族質量は高密度環境でより高く、これは銀河の形態に依存するか？
• RQ4 環境は中心銀河の星族質量関数にどのように影響を与え、これは形態タイプに依存するか？
• RQ5 銀河の形態および銀河群の豊富さを制御した場合、銀河の性質に及ぼす環境的影響はどの程度持続するか？

主な発見

• 衛星銀河は、形態にかかわらず、大規模環境の高密度領域に位置する場合、低質量端の関数勾配が急である。
• 低密度環境に位置する中心銀河は、低質量端の勾配が急であるが、固定された形態タイプに限定するとこの差は消失する。
• 衛星銀河の特徴的星族質量は高密度環境で顕著に高く、この差は楕円形態においてのみ統計的に有意である。
• スパイラル型の衛星銀河は、星族質量が大規模環境に依存しないことが示され、形態依存の環境的影響が確認された。
• 高密度環境に位置する銀河群は、すべての形態タイプにおいてより多くの衛星銀河を有しており、これは密度の高い宇宙網領域で銀河形成がより効率的であることを示唆している。
• 結果は、大規模環境が銀河の性質を形作る役割を果たしていることを支持しており、特に楕円型衛星銀河に強く、銀河形成の効率に明確な環境依存性が存在することが示された。