[논문 리뷰] Role of disk galaxies in the chemical enrichment of the intracluster medium

D. S. Wiebe, Б. М. Шустов외 1명|arXiv (Cornell University)|1999. 02. 15.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 11

한 줄 요약

이 논문은 은하단 내 은하간 매질(ICM)에 무거운 원소를 부여하는 데 유일하게 타원은하가 기여한다는 가정을 도전하며, 우수한 은하풍과 복사압에 의해 먼지가 배출되는 방식으로 디스크(나비상) 은하가 단위 빛의 세기당 타원은하와 유사한 기여를 한다고 보여준다. 질량 함수 통합 손실률을 사용하여, 나비상 은하의 효과적 중금속 손실이 타원은하와 유사함을 입증하며, 이들의 전체 기여가 낮은 수의 은하로 인해 더 적은 것으로 나타난다.

ABSTRACT

Elliptical galaxies are often assumed to be the primary source of heavy elements in the intracluster medium (ICM), with the contribution of other morphological types being negligible. In this paper we argue that a role of spiral galaxies in the chemical evolution of the ICM is also important. This statement rests upon our recent calculations of the heavy element loss from a disk galaxy through the hot steady-state galactic wind and dust grains expulsion by stellar radiation pressure. We show that a typical disk galaxy is nearly as effective in enriching the ICM as an elliptical galaxy of the same mass. Having estimated the oxygen and iron loss from a single galaxy, we integrate them over the galactic mass spectrum. We show that the "effective" loss (per unit luminosity) from spiral galaxies is comparable to the loss from ellipticals. The dominant role of early-type galaxies in rich clusters is caused by that they outnumber spirals.

연구 동기 및 목표

• 은하단 내 은하간 매질(ICM)에 무거운 원소를 부여하는 데 있어 타원은하의 지배적 역할 再평가
• 은하풍과 먼지 배출 메커니즘을 통해 디스크(나비상) 은하가 ICM 화학적 풍부화에 기여하는 정도를 정량화
• 나비상 은하와 타원은하 간 단위 빛의 세기당 효과적 중금속 손실 비교
• 은하 질량 함수를 통합하여 총 풍부화 잠재력 평가

제안 방법

• 정 steady-state 은하풍 모델링을 통해 디스크 은하에서의 무거운 원소(산소 및 철) 손실 계산
• 먼지 입자에 작용하는 복사압 효과를 포함하여 먼지 배출 효율 추정
• 초기 질량 함수를 사용하여 은하 질량 스펙트럼 전반의 중금속 손실 통합
• 나비상 은하와 타원은하 간 단위 빛의 세기당 효과적 중금속 손실 비교
• 은하 질량, 빛의 세기, 중금속 수확율 간의 경험적 스케일링 관계 적용

실험 결과

연구 질문

• RQ1 디스크 은하가 은하단 내 은하간 매질의 화학적 풍부화에 어느 정도 기여하는가?
• RQ2 단위 빛의 세기당 나비상 은하의 중금속 손실 효율은 타원은하와 비교해 어떻게 되는가?
• RQ3 은하 질량 함수 전반에서 디스크 은하의 통합 중금속 수확율은 얼마인가?
• RQ4 은하풍과 복사압에 의해 유도되는 먼지 배출은 나비상 은하의 총 중금속 배출에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 디스크 은하가 같은 질량의 타원은하와 유사한 속도로 산소와 철을 손실하며, 이는 단위 질량당 유사한 풍부화 효율을 의미한다.
• 은하 질량 함수에 통합했을 때, 나비상 은하의 단위 빛의 세기당 효과적 중금속 손실은 타원은하와 유사하다.
• 초기형 은하가 은하단 ICM 풍부화에서 지배적인 역할을 하는 것은 그들의 높은 수밀도 때문이며, 단위 은하당 풍부화 효율이 높기 때문은 아니다.
• 먼지 입자에 작용하는 복사압은 디스크 은하의 중금속 배출을 크게 향상시켜 전체 풍부화 잠재력에 기여한다.