[論文レビュー] The GALEX Arecibo SDSS Survey. VI. Second Data Release and Updated Gas Fraction Scaling Relations

Barbara Catinella, David Schiminovich+8 more|arXiv (Cornell University)|Jun 14, 2012

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 40被引用数 56

ひとこと要約

本論文は、GALEX Arecibo SDSS Survey (GASS) の第二回データリリースを提示し、サンプルサイズを2倍にし、全調査の50%に達するようになる。質量 M⋆ > 10¹⁰ M⊙、赤方偏移 0.025 < z < 0.05 のマスィブ銀河 240個の新しい H i 観測を含む。H i 素粒子質量分率と銀河の性質との間のスケーリング関係を再検討し、星形成質量、質量面密度、濃度、NUV–r 色との関係において、以前に検出されなかった非線形性を明らかにし、銀河進化モデルの制約を精緻化した。

ABSTRACT

We present the second data release from the GALEX Arecibo SDSS Survey (GASS), an ongoing large Arecibo program to measure the HI properties for an unbiased sample of ~1000 galaxies with stellar masses greater than 10^10 Msun and redshifts 0.025

研究の動機と目的

• GALEX Arecibo SDSS Survey (GASS) を第二回データリリースで拡張し、サンプルサイズを50%増加させ、マスィブ銀河における H i 含量を研究するための統計的パワーを向上させること。
• より大きな、代表的なサンプルを用いて、星形成質量、質量面密度、濃度インデックス、NUV–r 色を含む、H i 素粒子質量分率と銀河の全般的な性質との間のスケーリング関係を再検討し、精緻化すること。
• 最初のデータリリースで小さなサンプルであったため検出できなかった、ガス分率スケーリング関係における非線形性を同定すること。
• マスィブで、静穏的とされるシステムにおけるガス含有量と星形成および構造的性質の相関関係を定量化することで、銀河進化モデルの制約を改善すること。
• 240個の新規観測銀河について、H i、光学的、紫外線パラメータの包括的でマルチウェーブ長のカタログを提供し、将来的なマルチテレスコープフォローアップを可能にすること。

提案手法

• SDSS DR6 および ALFALFA の範囲から、星形成質量（10 < log(M⋆/M⊙) < 11.5）および赤方偏移（0.025 < z < 0.05）に基づくターゲット選定を行い、マスィブ銀河の偏りのない代表的サンプルを確保する。
• アレシボ望遠鏡を用いて21 cmで観測し、H i 線プロファイルと全 H i 質量を測定する。積分範囲は、ガス質量分率約2–5%の銀河を検出できるように設定する。
• 標準的なアレシボパイプライン技術を用いてデータリダクションと線プロファイル抽出を行い、RFI の除外とキャリブレーションを実施。延長源および潜在的伴星への注意を徹底する。
• SDSS および GALEX の対応物と H i 検出結果のクロス同定を行い、赤方偏移と形態的特徴を用いて関連性を確認し、混同を排除する。
• 更新されたサンプル統計を用いた H i 素粒子質量分率スケーリング関係の統計的分析。線形および非線形フィットを用いて、従来のモデルからの逸脱を検討する。
• 距離および明るさの計算の一貫性を保つために、ABマグニチュードと宇宙論的パラメータ（Ω=0.3、Λ=0.7、H₀=70 km s⁻¹ Mpc⁻¹）を分析全体で使用する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 サンプルサイズが2倍に拡大されたとき、星形成質量、質量面密度、濃度、NUV–r 色といった銀河の性質との間の H i 素粒子質量分率スケーリング関係は、どのように変化するか？
• RQ2 最初のデータリリースで小さなサンプルであったため検出できなかったが、H i 素粒子質量分率スケーリング関係に非線形性が存在するか？
• RQ3 更新された関係は、特に星形成から静穏的システムへの遷移に関して、従来の銀河進化モデルとどのように比較されるか？
• RQ4 伴星の検出またはわずかな検出が、H i 線プロファイルおよび質量分率測定の解釈に与える影響は何か？
• RQ5 ガス分率関係における線形性の逸脱が、ホスト銀河の構造的または色の性質とどの程度相関しているか？

主な発見

• 第二回データリリースにより、GASS サンプルは全調査の50%に達し、240件の新しい H i 検出または上限値が得られ、統計的パワーが顕著に向上した。
• 最初のデータリリースでは検出できなかった非線形性が、より大きなサンプルにより明らかになった。特に星形成質量および質量面密度依存性において顕著である。
• 論文1で提案されたガス分率平面関係は、より大きなデータセットと整合性が高まり、改善された精緻さを示し、銀河進化状態の診断ツールとしての使用を支持する。
• 色および質量面密度に対して通常の H i を多く含む銀河は、青い外縁ディスク、若年性の高い星形成群、低酸素量を示し、以前の発見をより高い有意水準で確認した。
• 10–15%の源で、わずかなまたは曖昧な検出が確認され、多くが近くの伴星や RFI に関連しており、誤検出を避けるために注意深い検証が必要である。
• 更新されたスケーリング関係により、ガス豊富なシステムからガス貧乏なシステムへの遷移に関する制約がより厳密に定義され、マスィブ銀河におけるフィードバックおよび停止機構に影響を与える。