[論文レビュー] The Current Understanding on the UV Upturn

Sukyoung K. Yi|ArXiv.org|Aug 2, 2008

Astronomy and Astrophysical Research被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、巨大楕円銀河におけるUVアップアンドの現象に関する最近の進展をレビューし、特に極端な水平分岐（EHB）星に由来する星族におけるヘリウム含有量の増加が、その主因であると提唱している。GALEXおよびHSTからの観測データは、高いヘリウム含有量とUVが明るい高温星との関連を示しており、M87の球状星団のような大質量星団におけるEHB星は、このメカニズムを強く支持する証拠を提供している。

ABSTRACT

The unexpected high bump in the UV part of the spectrum found in nearby giant elliptical galaxies, a.k.a. the UV upturn, has been a subject of debate. A remarkable progress has been made lately from the observational side, mainly involving space telescopes. The GALEX UV telescope has been obtaining thousands of giant ellipticals in the nearby universe, while HST is resolving local galaxies into stars and star clusters. An important clue has also been found regarding the origin of hot HB stars, and perhaps of sdB stars. That is, extreme amounts of helium are suspected to be the origin of the extended HB and even to the UV upturn phenomenon. A flurry of studies are pursuing the physics behind it. All this makes me optimistic that the origin of the UV upturn will be revealed in the next few years. I review some of the most notable progress and remaining issues.

研究の動機と目的

• 近隣の巨大楕円銀河におけるUVアップアンド現象に関する最近の観測的・理論的進展を統合すること。
• 特にヘリウムの豊富さの役割に注目して、UVアップアンドを引き起こす高温星の起源を説明する競合する理論を評価すること。
• M87およびミルキーウェイの球状星団のUV特性を説明するための、ヘリウム含有量の増加仮説の妥当性を評価すること。
• 単一星族モデルと観測されたUVスペクトルエネルギー分布の一致をとらえる残された課題を特定すること。
• UVアップアンドが銀河進化、星族合成、および球状系の化学的歴史に与える意味を検討すること。

提案手法

• GALEXおよびHSTからの多波長UVおよび可視光のphotometry分析、FUV–VおよびV–I色指数を含む。
• ヘリウム含有量（ΔY/ΔZ = 2）と金属量を変化させた単一星族の合成モデルと、観測されたUVスペクトルエネルギー分布を比較すること。
• HST/STISデータを用いてM87の個々の球状星団を解像し、UVの明るさと色を測定すること。
• ヘリウム含有量が高めの極端な水平分岐（EHB）星を組み込んだ人口合成モデルの適用。
• 赤方偏移との観測されたFUV–V色傾向と、単一星族モデルの予測との整合性を評価すること。
• 質量放出率およびAGB Manqué段階が、金属豊富な星がUVが明るくなるのを可能にする役割を調査すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜわずかに一部の巨大楕円銀河に強いUVアップアンドが観測されるのか、それらは他の銀河とどのように異なるのか？
• RQ2 金属豊富で古く、かつ高温星を生成できる星族が、どのようにしてUVアップアンドを引き起こすのか？
• RQ3 ヘリウム含有量の増加が、銀河および球状星団における観測されたUV明るさと温度分布をどの程度まで説明できるのか？
• RQ4 なぜ標準的な単一星族合成モデルが、より複雑な二重星族モデルよりも観測されたUV色をよく再現するのか？
• RQ5 M87に存在するUVが明るい球状星団は、わずかにヘリウムが豊富な星の存在によって説明可能か？ そしてこれは銀河規模の化学的進化にどのような意味を持つのか？

主な発見

• UVアップアンドは明るい球状銀河において普遍的ではない。主に最も質量の大きな星団銀河に限定して観測されており、かつての普遍性の仮定に疑問を呈している。
• UVアップアンドの強さとMg2線強度との間に強い正の相関が存在し、金属量と高温星の存在との関連を示している。
• UV源の有効温度は20,000 ± 3,000 Kの範囲に非常に集中しており、おそらく高温の水平分岐星に由来する、狭い星種の範囲を示している。
• ヘリウム含有量の増加仮説は、M87の球状星団のUV特性を標準モデルよりもよく説明でき、観測されたFUV–V色を再現するにはΔY/ΔZ ≈ 2のヘリウム増加が必要である。
• M87のUVが明るい球状星団は、約10％の星団がヘリウムで豊富化されているという状況と整合的であり、これはミルキーウェイに比べて同種の星団がより多く存在する理由を説明する可能性がある。
• 理論的モデルは、金属豊富な星が高ヘリウム含有量または増加した質量放出によってAGB段階をスキップすれば、UVが明るくなる可能性があると示唆しており、EHB形成メカニズムを支持している。