[논문 리뷰] Satellite Ecology: The Dearth of Environment Dependence

Frank C. van den Bosch, A. Pasquali외 5명|ArXiv.org|2008. 05. 01.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 6인용 수 27

한 줄 요약

이 연구는 슬론 디지털 스카이 서베이 군집 목록을 사용하여 위성 은하의 성질을 분석하여, 항성 질량만으로도 평균 색상과 농도가 결정됨을 밝혀냈다. 환경에 따라 변화할 것이라는 기대와는 달리, 위성 은하는 환경에 따라 뚜렷한 변화를 보이지 않으며, 이는 위성으로 전환되는 순간에 주로 붉고 농도 있는 체계로 변형되며, 환경에 따라 영향을 받는 과정은 아님을 시사한다.

ABSTRACT

Using the Sloan Digital Sky Survey (SDSS) galaxy group catalogue of Yang et al. (2007), we study the average colour and average concentration of satellite galaxies as function of (i) their stellar mass, (ii) their group mass, and (iii) their group-centric radius. We find that the colours and concentrations of satellite galaxies are (almost) completely determined by their stellar mass. In particular, at fixed stellar mass, the average colours and concentrations of satellite galaxies are independent of either halo mass or halo-centric radius. We find clear evidence for mass segregation of satellite galaxies in haloes of all masses, and argue that this explains why satellites at smaller halo-centric radii are somewhat redder and somewhat more concentrated. In addition, the weak colour and concentration dependence of satellite galaxies on halo mass is simply a reflection of the fact that more massive haloes host, on average, more massive satellites. Combining these results with the fact that satellite galaxies are, on average, redder and somewhat more concentrated than central galaxies of the same stellar mass, the following picture emerges: galaxies become redder and somewhat more concentrated once they fall into a bigger halo (i.e., once they become a satellite galaxy). This is a clear manifestation of environment dependence. However, there is no indication that the magnitude of the transformation (or its timescale) depends on environment; a galaxy undergoes a transition when it becomes a satellite, but it does not matter whether it becomes a satellite of a small (Milky Way sized) halo, or of a massive cluster. We discuss the implication of this `dearth' of environment dependence for the physical processes responsible for transforming satellite galaxies.

연구 동기 및 목표

• 위성 은하 성질(색상 및 농도)이 항성 질량, 군집 질량, 군집 중심으로부터의 거리에 따라 어떻게 달라지는지 조사하기.
• 환경 요소인 환경 질량 또는 환경 내 위치가 위성 은하 진화에 유의미하게 영향을 미치는지 판단하기.
• 항성 질량에 따라 변하는 환경 의존성의 정도를 분석함으로써, 램-압력 스트리핑이나 끈적함 등 전환 메커니즘이 환경에 따라 달라지는지 테스트하기.
• 장소의 위성과 비교했을 때, 군집 내에서의 전처리가 군집 은하 성질에 미치는 영향을 평가하기.
• 관측된 환경적 경향이 직접적인 환경 효과가 아니라, 은하의 내재된 성질(예: 항성 질량)에 의해 유도됨을 명확히 하기.

제안 방법

• 양 등(2007)의 SDSS 은하 군집 목록을 활용하여 위성 은하와 그 주변 환경을 식별하였다.
• 항성 질량, 군집 질량, 군집 중심으로부터의 거리에 따라 위성의 평균 u-g 색상(은하 형성 역사 지표)과 농도(질량 집합 역사 지표)를 측정하였다.
• 다변량 통계 분석을 적용하여 항성 질량에 의한 영향과 환경(군집 질량 및 거리)에 의한 영향를 분리하였다.
• 질량 분리 현상을 진단 도구로 사용하여, 색상과 농도의 반경 방향 경향이 환경 효과가 아니라 질량 차이에 기인한 것인지 테스트하였다.
• 항성 질량과 중심/위성 구분을 통제한 상태에서 군집, 군집, 그리고 장소의 위성 성질을 비교하였다.
• 관측된 데이터와 예측된 환경 의존성 간의 일치 여부를 비교함으로써, 램-압력 스트리핑, 끈적함, 혼란 등 대체 전환 메커니즘의 타당성을 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 항성 질량을 고려한 상태에서, 위성 은하의 평균 색상이 주변 환경 질량에 따라 달라지는가?
• RQ2 항성 질량을 일정하게 유지할 때, 위성 은하의 농도가 군집 중심으로부터의 거리에 따라 유의미하게 달라지는가?
• RQ3 관측된 은하 성질을 바탕으로 유추할 때, 램-압력 스트리핑이나 끈적함 등의 환경 과정이 환경 질량에 따라 어떻게 달라지는가?
• RQ4 중간 질량 군집에서의 전처리가 장소의 위성과 비교해 군집 위성의 성질을 결정짓는 데 주요한 요소인가?
• RQ5 관측된 위성의 색상과 농도 경향이 항성 질량과 중심/위성 구분에 의해 완전히 설명되며, 잔여 환경 의존성이 없을까?

주요 결과

• 위성 은하의 평균 색상과 농도는 항성 질량에 의해 거의 완전히 결정되며, 항성 질량을 고정한 상태에서 환경 질량이나 군집 중심으로부터의 거리에 따라 유의미한 변화가 없다.
• 더 질량이 큰 환경에서의 위성은 더 빨간색이고 더 농도 있는 것은, 평균적으로 더 질량이 크기 때문이며, 이는 환경 효과가 아니라 질량 분리의 결과이다.
• 은하 전환이 환경에 따라 달라지는지 여부에 대한 증거는 없으며, 은하가 위성으로 전환되는 순간에 별 형성이 억제되며, 이는 주변 환경 질량과 관계없이 일어난다.
• 관측된 반경 방향 경향—작은 반경에서 더 빨간색이고 더 농도 있는 위성—은 환경 효과가 아니라 질량 분리에 의해 완전히 설명된다.
• 관측된 결과는 램-압력 스트리핑이나 혼란이 주요한 환경 의존적 전환 메커니즘이 아니라는 점을 시사하며, 이러한 메커니즘이 환경에 따라 달라진다면 환경 질량이나 거리에 더 강한 의존성이 나타났을 것이다.
• 장소의 위성과 동일한 항성 질량을 가진 군집 위성과 비교했을 때, 중간 질량 군집에서의 전처리가 유의미하게 차이를 만들지 못한다. 질량과 중심/위성 상태를 통제한 후에도 환경적 차이가 남아 있지 않다.