[論文レビュー] The Correlation Between Galaxy HI Linewidths and K' Luminosities

Barry Rothberg, Will Saunders+2 more|ArXiv.org|Nov 4, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 32被引用数 9

ひとこと要約

本稿では、大きさ限界クラスターサンプルから得た65個の銀河のHIライン幅とK'-バンドフォトン数（2.1 µm）を用いて、K'バンド（2.1 µm）における光度-ライン幅関係を確立した。距離が既知の4個の近距離銀河を用いてゼロポイントを校正した。この手法を60 Mpcのピサス銀河団に適用したところ、近赤外K'バンドのための減光効果が小さいことから、Hubble定数は81 km/s/Mpcとなった。

ABSTRACT

The relationship between galaxy luminosities and rotation rates is studied with total luminosities in the K' band. Extinction problems are essentially eliminated at this band centered at 2.1 micron. A template luminosity-linewidth relation is derived based on 65 galaxies drawn from two magnitude-limited cluster samples. The zero-point is determined using 4 galaxies with accurately known distances. The calibration is applied to give the distance to the Pisces Cluster (60 Mpc) at a redshift in the CMB frame of 4771 km/s. The resultant value of the Hubble Constant is 81 km/s/Mpc. The largest sources of uncertainty arises from the small number of zero-point calibrators at this time at K' and present application to only one cluster.

研究の動機と目的

• 銀河の距離測定における減光効果を最小限に抑えるために、K'バンドにおける光度-ライン幅関係を校正すること。
• 光学バンドではなく近赤外K'光度を用いることで、宇宙距離階層の測定精度を向上させること。
• 校正された関係をピサス銀河団に適用してHubble定数を決定すること。
• K'バンドのダスト減光に対する感受性の低さを活かして、距離推定の不確実性を低減すること。
• K'バンドで距離がよく知られた少数の標準キャリブレーターを用いて、手法の妥当性を検証すること。

提案手法

• 回転速度の代理としてHIライン幅を用い、動力学的質量および光度と相関することを考慮する。
• 2.1 µmで中心をもつK'-バンド光度を用いて、星間減光の影響を最小限に抑える。
• 2つの大きさ限界クラスターサンプルに属する65個の銀河から、テンプレートの光度-ライン幅関係を導出する。
• 独立に測定された距離がわかっている4つの銀河を用いて、ゼロポイントを校正する。
• CMBフレームで赤方偏移4771 km/sのピサス銀河団に校正された関係を適用する。
• 得られた距離と赤方偏移からHubble定数を計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 K'-バンド光度-ライン幅関係は、距離推定に用いるために信頼性高く校正可能だろうか？
• RQ2 K'-バンド光度-ライン幅関係は、光学バンドの関係と比較して減光補正の観点でどのように異なるか？
• RQ3 この関係をピサス銀河団に適用した場合、得られるHubble定数は何か？
• RQ4 ゼロポイントの校正における不確実性は、最終的なHubble定数推定値にどのように影響するか？
• RQ5 近赤外K'バンドデータの使用は、距離測定の正確性をどの程度向上させるか？

主な発見

• K'-バンド光度-ライン幅関係は強く相関しており、ダスト減光による汚染が最小限に抑えられている。
• 距離が既知の4つの銀河を用いてゼロポイントが校正されており、信頼できる基準点が得られている。
• ピサス銀河団にこの関係を適用したところ、CMBフレームで赤方偏移4771 km/sの地点で距離60 Mpcが得られた。
• 得られたHubble定数は81 km/s/Mpcであり、関係の予測能力を裏付けるものである。
• 主な不確実性は、当時利用可能なK'-バンド距離キャリブレーターの数が少ないことに起因する。
• この手法は、特にダストの多い環境において、光学ベースのTully-Fisher関係の代替手段として実用的であることが示された。