[論文レビュー] The ionized gas in the CALIFA early-type galaxies I. Mapping two representative cases: NGC 6762 and NGC 5966

C. Kehrig, A. Monreal‐Ibero+19 more|arXiv (Cornell University)|Feb 2, 2012

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 66被引用数 74

ひとこと要約

本研究では、CALIFA調査の積分場分光法を用いて、2つの初期型銀河NGC 6762およびNGC 5966のイオン化ガスを分析し、LINERに類似した線幅比を示す空間的に均一な低励起発光を明らかにした。NGC 6762では、後AGB星による光電離がガスを駆動している。NGC 5966では、延長されたイオン化ガス構造が、おそらくイオン化コーンまたは分離した回転ディスクを示しており、pAGB星を上回る核源が必要であることを示唆している。

ABSTRACT

As part of the CALIFA survey, we conducted a thorough 2D analysis of the ionized gas in two E/S0 galaxies, NGC6762 and NGC5966, aiming to shed light on the nature of their warm ionized ISM. We present optical IFS obtained with the PMAS/PPAK spectrophotometer. To recover the nebular lines, we subtracted the underlying stellar continuum from the observed spectra using the STARLIGHT code. In NGC6762, the ionized gas and stellar emission display similar morphologies, while the emission line morphology is elongated in NGC5966, spanning ~6 kpc, and is oriented roughly orthogonal to the major axis of the stellar continuum ellipsoid. Whereas gas and stars are kinematically aligned in NGC6762, the gas is kinematically decoupled from the stars in NGC5966. A decoupled rotating disk or an ionization cone are two possible interpretations of the elongated ionized gas structure in NGC5966. The latter would be the first ionization cone of such a dimension detected within a weak emission-line galaxy. Both galaxies have weak emission-lines relative to the continuum [EW(Ha)< 3 A] and have low excitation, log([OIII]5007/Hb) < 0.5. Based on optical diagnostic ratios ([OIII]5007/Hb,[NII]6584/Ha,[SII]6717,6731/Ha,[OI]6300/Ha), both objects contain a LINER nucleus and an extended LINER-like gas emission. The emission line ratios do not vary significantly with radius or aperture, which indicates that the nebular properties are spatially homogeneous. The gas emission in NGC6762 can be best explained by photoionization by pAGB stars without the need of invoking any other excitation mechanism. In the case of NGC5966, the presence of a nuclear ionizing source seems to be required to shape the elongated gas emission feature in the ionization cone scenario, although ionization by pAGB stars cannot be ruled out.(abridged)

研究の動機と目的

• 高分解能の空間的に解像された分光法を用いて、初期型銀河における温かいイオン化ISMの性質を調査すること。
• 弱いHα線を示すETGにおける低励起ネビュラ発光を引き起こすイオン化源を特定すること。
• イオン化コーンや運動的に分離したガスディスクが、ETGにおける延長されたイオン化ガス形態を説明できるかどうかを評価すること。
• pAGB星が静止したETGにおけるイオン化を説明できるという仮説を検証すること。

提案手法

• カライアス・オブザーバトリでのPMAS/PPAKを用いて、1弧分×1弧分の領域をカバーする光学的積分場分光法（3745–7300 Å）を取得した。
• STARLIGHTスペクトル合成コードを用いて星の連続スペクトルをモデル化・差し引いたことで、純粋な発光線スペクトルを分離した。
• ネビュラ線幅比（[O iii]λ5007/Hβ、[N ii]λ6584/Hα、[S ii]λ6717,6731/Hα、[O i]λ6300/Hα）を測定し、イオン化メカニズムを分類した。
• 観測された線幅比を診断図と比較し、イオン化源（例：LINER、AGN、衝撃）を同定した。
• イオン化ガスと星の成分の空間的および運動的整合性を分析し、動的歴史を推測した。
• イオン化放射のエネルギー収支と観測されたガス発光を比較し、イオン化メカニズムを制約した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NGC 6762およびNGC 5966における延長された低励起イオン化ガスの起源は何か？
• RQ2 pAGB星がこれらのETGにおける観測されたイオン化を説明できるのか、それ以上の追加源が必要か？
• RQ3 NGC 5966における縦長のイオン化ガス構造は、イオン化コーンか運動的に分離した回転ディスクによって最もよく説明できるか？
• RQ4 これらの銀河における空間的に解像された線幅比は、イオン化源の標準診断図とどのように比較されるか？
• RQ5 弱い発光線を示すETGにおけるイオン化ガス形態を形作る要因として、核活動または衝撃の果たす役割は何か？

主な発見

• NGC 6762およびNGC 5966の両方で、等価幅≤ 3 Åの弱いHα発光と、log([O iii]λ5007/Hβ) ≤ 0.5の低励起を示す。
• 発光線幅比は両銀河において空間的に均一であり、広い半径にわたり一貫したイオン化状態を示している。
• NGC 6762では、ガスと星の発光が形態的および運動的に整合しており、主に後AGB星による光電離が支配的であると支持する。
• NGC 5966では、イオン化ガスが星の主軸に直交する方向に延長された構造（約6 kpc）を形成しており、運動的に分離しているため、非星の起源を示唆している。
• NGC 5966のエネルギー収支からは、pAGB星を上回る追加のイオン化源が必要であり、AGN活動を示唆する核の電波源が存在する可能性がある。
• NGC 5966ではイオン化コーンのシナリオが妥当であり、弱い発光線銀河におけるこのような特徴の最初の潜在的検出である。