[論文レビュー] Tracing kinematic (mis)alignments in CALIFA merging galaxies: Stellar and ionized gas kinematic orientations at every merger stage

J. K. Barrera-Ballesteros, B. García‐Lorenzo+28 more|Americanae (AECID Library)|Jun 11, 2015

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 82被引用数 50

ひとこと要約

本研究は、CALIFA調査の85個の合体銀河に対して、全合体段階にわたり空間的に分解された運動学的特徴を分析し、星形成領域とイオン化ガスの速度場を用いて運動学的（誤差）一致の程度を調査した。対照群と比較して、相互作用している銀河の43–52％が顕著な形態運動学的不一致を示しており、特に後期合体系ではイオン化ガスの運動学的位置角（PA）のずれが顕著である。これは、相互作用の痕跡を示す有効な tracer であることを示している。

ABSTRACT

We present spatially resolved stellar and/or ionized gas kinematic properties for a sample of 103 interacting galaxies, tracing all merger stages: close companions, pairs with morphological signatures of interaction, and coalesced merger remnants. We compare our sample with 80 non-interacting galaxies. We measure for the stellar and the ionized gas components the major (projected) kinematic position angles (PA$_{\mathrm{kin}}$, approaching and receding) directly from the velocity fields with no assumptions on the internal motions. This method allow us to derive the deviations of the kinematic PAs from a straight line ($δ$PA$_{\mathrm{kin}}$). Around half of the interacting objects show morpho-kinematic PA misalignments that cannot be found in the control sample. Those misalignments are present mostly in galaxies with morphological signatures of interaction. Alignment between the kinematic sides for both samples is similar, with most of the galaxies displaying small misalignments. Radial deviations of the kinematic PA from a straight line in the stellar component measured by $δ$PA$_{\mathrm{kin}}$ are large for both samples. However, for a large fraction of interacting galaxies the ionized gas $δ$PA$_{\mathrm{kin}}$ is larger than typical values derived from isolated galaxies (48%), making this parameter a good indicator to trace the impact of interaction and mergers in the internal motions of galaxies. By comparing the stellar and ionized gas kinematic PA, we find that 42% (28/66) of the interacting galaxies have misalignments larger than 16 degrees, compared to 10% from the control sample. Our results show the impact of interactions in the internal structure of galaxies as well as the wide variety of their velocity distributions. This study also provides a local Universe benchmark for kinematic studies in merging galaxies at high redshift.

研究の動機と目的

• 全合体段階にわたり、銀河の相互作用が星形成領域およびイオン化ガスの運動学的方位に与える影響を調査すること。
• 孤立銀河の対照サンプルと比較して、相互作用銀河における形態運動学的不一致の度合いを定量化すること。
• イオン化ガスの運動学的位置角（PA）のずれが、進行中または最近の相互作用を示す診断指標として有効かどうかを評価すること。
• CALIFA調査の空間的に分解されたデータを用いて、高赤方偏移銀河の合体運動学的特徴を比較するための地域的ベンチマークを確立すること。
• 今後の観測された速度場と、合体系の数値シミュレーションとの比較を可能にするための基盤を整えること。

提案手法

• CALIFA調査の空間的に分解された分光法を用い、85個の合体銀河における星形成領域およびイオン化ガスの速度場を測定する。
• 星形成領域およびイオン化ガス成分の運動学的位置角（PA）を計算し、銀河の主軸とどの程度一致しているかを評価する。
• 相互作用銀河と孤立銀河の対照サンプルとの間で、不一致統計（形態運動学的不一致およびPAずれ）を比較する。
• 星形成領域の質量および相互作用段階（前合体、合体中、後期合体）に応じた不一致の傾向を分析する。
• 対照サンプルと相互作用銀河の中央値不一致値の差の有意性を検定する統計的検定を実施する。
• 対照分布との整合性を確認した上で、イオン化ガスのPAずれを用いて相互作用の歴史を推定する tracer としての有効性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 星形成領域およびイオン化ガス成分の形態運動学的不一致は、異なる合体段階でどのように変化するか？
• RQ2 相互作用銀河は、孤立銀河の対照群と比較して、どの程度大きな運動学的不一致を示すか？
• RQ3 イオン化ガスの運動学的PAずれは、過去または進行中の銀河相互作用を信頼できる tracer として利用できるか？
• RQ4 合体系において、運動学的不一致は星形成領域の質量および相互作用段階とどのように相関するか？
• RQ5 後期合体段階の銀河における運動学的ずれは、前合体および合体中段階と比較して有意に顕著か？

主な発見

• 相互作用銀河の43％（37／85）が、対照サンプルよりも顕著な星形成領域の形態運動学的不一致を示した。
• 相互作用銀河の52％（43／82）が、対照サンプルよりも顕著なイオン化ガスの形態運動学的不一致を示した。
• 全星形成領域質量および相互作用段階において、相互作用銀河の内部運動学的不一致の中央値は、孤立銀河よりもわずかに高い。
• 相互作用銀河の42％（28／66）が、星形成領域およびイオン化ガスの運動学的PA不一致が、対照サンプルの値を上回った。
• 合体中および残骸銀河における不一致の中央値は、孤立銀河よりも顕著に大きく、特にイオン化ガスの不一致が顕著であった。
• 相互作用銀河の48％（41／82）が、対照サンプルよりも大きなイオン化ガスの運動学的PAずれを示した。特に後期合体段階で顕著であった。