[论文解读] The AMIGA sample of isolated galaxies III. IRAS data and infrared diagnostics

U. Lisenfeld, L. Verdes‐Montenegro+7 more|ArXiv.org|Oct 26, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 35被引用 51

一句话总结

本研究利用重新处理的IRAS数据，分析了AMIGA样本中1,030个孤立星系的中红外和远红外性质，建立了一个‘无养育影响’的星系演化基线。结果表明，孤立星系的平均远红外 luminosity 和 $R = \log(L_{\rm FIR}/L_B)$ 值最低，证实远红外发射强烈受相互作用增强，验证了该样本作为星系演化研究中环境效应对照组的适用性。

ABSTRACT

We describe the mid- (MIR) and far- (FIR) infrared properties of a large ($\sim$1000) sample of the most isolated galaxies in the local Universe. This sample is intended as a ``nurture-free'' zero point against which more environmentally influenced samples can be compared. We reprocess IRAS MIR/FIR survey data using the ADDSCAN/SCANPI utility for 1030 out of 1050 galaxies from the Catalogue of Isolated Galaxies (CIG) as part of the AMIGA project. We focus on diagnostics (FIR luminosity $L_{FIR}$, $R=\log(L_{FIR}/L_{B})$ and IRAS colours) thought to be sensitive to effects of environment or interaction. The distribution of $\log(L_{FIR})$ is sharply peaked from 9.0--10.5 with very few ($

研究动机与目标

• 建立一个统计上可靠的、环境孤立的星系样本，作为研究环境对星系演化影响的对照组。
• 利用重新处理的IRAS巡天数据，量化孤立星系的中红外（MIR）和远红外（FIR）性质。
• 评估远红外 luminosity 以及 $R = \log(L_{\rm FIR}/L_B)$ 和 $F_{60}/F_{100}$ 等诊断参数是否对相互作用或环境影响敏感。
• 将AMIGA样本与星等限制样本（如CfA样本）进行比较，以确定非相互作用系统中远红外发射的基线水平。
• 研究远红外 luminosity、蓝光 luminosity、Hubble类型和IRAS颜色之间的相关性，以推断尘埃温度和恒星形成效率。

提出的方法

• 使用ADDSCAN/SCANPI流程对来自星系孤立星表（CIG）的1,030个星系的IRAS中红外和远红外巡天数据进行重新处理。
• 计算关键诊断参数：$L_{\rm FIR}$、$R = \log(L_{\rm FIR}/L_B)$ 和 $F_{60}/F_{100}$ 通量比，以评估尘埃温度和恒星形成活动。
• 使用Schechter函数拟合数据，构建双变量远红外 luminosity函数（FIRLF）。
• 对AMIGA样本与星等限制的CfA样本的性质进行统计比较，以分离出环境效应。
• 分析不同Hubble类型下 $L_{\rm FIR}$ 与 $L_B$ 之间的相关性，通过线性回归确定 $L_{\rm FIR} \propto L_B^\alpha$ 的斜率。
• 进行形态分类，并重新评估具有高远红外 luminosity 的星系，以识别潜在的相互作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 真正孤立星系的远红外 luminosity 基线水平是多少，可作为‘无养育影响’的参考点？
• RQ2 孤立星系中的 $R = \log(L_{\rm FIR}/L_B)$ 和 $F_{60}/F_{100}$ 比值与受环境影响的样本相比如何？
• RQ3 远红外 luminosity 与蓝光 luminosity 的相关性有多强，且该相关性是否随Hubble类型而变化？
• RQ4 在孤立状态下，早型星系（E/S0）与晚型星系（螺旋/不规则星系）的远红外性质是否存在系统性差异？
• RQ5 CIG样本中相互作用星系的远红外发射相较于非相互作用的孤立星系，增强程度如何？

主要发现

• AMIGA样本中仅有14个星系（1.3%）的 $\log(L_{\rm FIR}/L_\odot) > 10.5$，表明该样本主要由中等 luminosity、非星暴星系组成。
• AMIGA样本的平均 $\log(L_{\rm FIR})$ 比星等限制的CfA样本低0.21–0.26 dex（3–4σ），证实其作为低远红外 luminosity 基线的地位。
• AMIGA样本的平均 $R = \log(L_{\rm FIR}/L_B)$ 比CfA样本低0.12–0.14 dex（4–7σ），表明外部环境效应对远红外发射的增强作用极小。
• 发现强烈的 $L_{\rm FIR} \propto L_B^{1.41}$ 相关性，斜率大于1，表明尘埃消光或恒星形成效率随 luminosity 增加而上升。
• 在CIG中被识别为相互作用星系的星系（见论文II）位于 $L_{\rm FIR}$–$L_B$ 相关性之上，显示出显著的 $L_{\rm FIR}$ 增强，证实相互作用会提升远红外发射。
• $F_{60}/F_{100}$ 比值在椭圆星系和不规则星系中高于螺旋星系，表明尘埃温度更高；AMIGA样本的平均 $F_{60}/F_{100}$ 低于相互作用样本，表明相互作用会提高尘埃温度。