[论文解读] The ultraviolet properties of Luminous Infrared Galaxies at z ~ 0.7: is there any evolution in their dust attenuation?

V. Buat, D. Marcillac+6 more|ArXiv.org|Mar 1, 2007

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 41被引用 27

一句话总结

本研究利用GALEX和Spitzer/MIPS数据，测量了红移z ~ 0.7处190个明亮红外星系（LIRGs）的远紫外（FUV）和总红外（TIR）光度，以评估尘埃消光的演化。结果发现，与本地LIRGs相比，z ~ 0.7处LIRGs的平均FUV尘埃消光仅下降约0.5 mag，这与由光度驱动的尘埃演化一致，而非随红移全局增加消光。

ABSTRACT

The TIR and FUV luminosity functions of galaxies and the related luminosity densities rho(TIR) and rho(FUV) are known to evolve from z=0 to z~1 but with a different rate: the galaxy populations appear brighter in the past at both wavelengths but the evolution in TIR is larger than in FUV. It leads to an increase of the ratio of TIR to FUV luminosity densities rho(TIR)/rho(FUV) which can be interpreted as a global increase of the dust attenuation from z=0 to z~1. Our aim is to understand the origin of this increase. We focus on infrared galaxies with L(TIR>10^{11} Lsun at z~0.7 observed by SPITZER/MIPS and we measure their UV emission at 2310 A from GALEX. These Luminous InfraRed Galaxies (LIRGs) represent the bulk of the TIR luminosity density at intermediate redshift. Some evolution of L(TIR)/L(FUV) and therefore of dust attenuation is found for these galaxies: LIRGs at z=0.7 span a larger range of L(TIR)/L(FUV) ratios than at z=0 and their mean dust attenuation at FUV is found ~0.5 mag lower than for their local counterparts. The decrease of dust attenuation is found lower than that reported in other studies for bright galaxies selected in UV rest-frame at z=1 and 2. From a semi-quantitative analysis we find that the slight decrease of dust attenuation for LIRGs at z=0.7 remains consistent with the increase of rho(TIR)/rho(FUV) with redshift.

研究动机与目标

• 研究红移z ~ 0.7处明亮红外星系（LIRGs）的尘埃消光是否随红移演化。
• 评估从z=0到z~1观测到的TIR与FUV光度密度比（ρTIR/ρFUV）增加的成因。
• 确定尘埃消光的演化是由光度依赖性驱动，还是由高红移处星系性质的内在变化引起。
• 将z~0.7处LIRGs的FUV与TIR光度比（LTIR/LFUV）与以相同方式选择的本地LIRGs样本进行比较，以隔离演化效应。
• 评估观测到的宇宙星形成率示踪指标演化是否仅通过与总光度（bolometric luminosity）相关的尘埃消光比例关系即可解释。

提出的方法

• 从Spitzer/MIPS巡天中选取190个红移z ~ 0.7、LTIR ≥ 10^11 L☉的LIRGs。
• 利用GALEX成像测量其红移参考系FUV光度（~1500 Å），检测率为83%。
• 假设标准消光律，将红移参考系LTIR/LFUV比值作为尘埃消光的示踪指标。
• 将z~0.7的LIRG样本与在远红外波段以相同方式选择的本地LIRG样本进行比较，以隔离红移演化效应。
• 利用已知的尘埃消光与总光度（Lbol）之间的关系，建模预期的演化行为。
• 进行半定量分析，以检验观测到的ρTIR/ρFUV演化是否可完全由光度依赖性尘埃消光解释。

实验结果

研究问题

• RQ1 z ~ 0.7处LIRGs的尘埃消光是否与相同红外光度下本地LIRGs的尘埃消光不同？
• RQ2 从z=0到z~1观测到的ρTIR/ρFUV增加，有多少可归因于光度依赖性尘埃消光，而非全局演化？
• RQ3 在z=1–2处UV选中的星系中观测到的尘埃消光减少，是否与ρTIR/ρFUV的演化一致？
• RQ4 z~0.7处LIRGs的LTIR/LFUV比值分布与本地LIRGs在尘埃消光范围上的差异如何？
• RQ5 观测到的宇宙星形成率密度演化是否可仅通过光度依赖性尘埃消光解释，而无需在固定光度下假设全球消光增加？

主要发现

• 83%的z~0.7 LIRGs在FUV波段被检测到，表明这些系统中存在显著的未遮蔽恒星形成。
• z~0.7 LIRG样本的LTIR/LFUV比值分布比本地样本更宽，表明尘埃消光的多样性更高。
• z~0.7 LIRGs的平均LTIR/LFUV比值比本地LIRGs低0.2 dex，意味着平均FUV尘埃消光减少了约0.5 mag。
• 观测到的尘埃消光减少程度小于z=1–2处UV选中星系的报告值，提示可能存在不同的选择偏差。
• 从z=0到z~0.7观测到的ρTIR/ρFUV演化与本地观测到的光度依赖性尘埃消光关系一致。
• 星系随红移增加而固有变亮，结合光度依赖性尘埃消光，可解释观测到的ρTIR/ρFUV增加，而无需在固定光度下假设全球消光增加。