[論文レビュー] Unusual PAH Emission in Elliptical Galaxies

J. D. Bregman, Joel N. Bregman+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 18, 2006

Spectroscopy and Laser Applications被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、静止した楕円銀河であるNGC4697において、通常の多環芳香族炭化水素（PAH）放射と対照的に、7.7 μmのPAH特徴線が弱いが、全体的なPAH放射が強いという異常なPAH放射を特定した。背景となる銀河スペクトルを差し引いた後、PAH特徴線の比率は、へきん銀河の拡散性銀河間媒体と一致しており、現在は終了したが最近の星形成爆発（starburst）が起因していることを示している。恒星形成の継続的進行やHII領域環境ではない。

ABSTRACT

In a sample of thirty normal elliptical galaxies observed with the Spitzer IRS, one galaxy, NGC4697, shows strong PAH emission, but with an apparently weak 7.7 micron feature. We find that the PAH emission is confined to the central regions of the galaxy and that once a quiescent elliptical galaxy spectrum is subtracted, the PAH feature ratios are normal. We show that the PAH spectrum resembles the diffuse ISM of our galaxy rather than an HII region, and is not indicative of a starburst galaxy. We suggest that the PAHs in NGC4697 are consistent with a recent but now past burst of star formation.

研究の動機と目的

• 通常の楕円銀河において強いが異常なPAH放射を示す原因を解明すること、特にNGC4697における7.7 μm特徴線の弱さに焦点を当てる。
• PAH放射が恒星形成の継続的進行、星形成爆発、または静止した銀河間媒体由来であるかを特定すること。
• NGC4697のPAHスペクトルを、へきん銀河の拡散性ISMおよびHII領域の既知のテンプレートと比較すること。
• 観測されたPAH特徴線が、静止した楕円銀河における最近終了した星形成爆発と整合するかを評価すること。

提案手法

• Spitzer IRS分光法を用いて、NGC4697を含む30個の通常の楕円銀河のサンプルを観測した。
• NGC4697のスペクトルから静止した楕円銀河スペクトルを差し引いて、PAH放射特徴線を分離した。
• PAH特徴線の比率（例：6.2、7.7、11.3 μm）を測定し、へきん銀河の拡散性ISMおよびHII領域のテンプレートと比較した。
• スペクトルエネルギー分布解析により、PAH放射がNGC4697の中心領域に局在していることが確認された。
• 強い発光線の欠如およびPAH特徴線の形状から、活発な星形成爆発またはHII領域環境を除外した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜNGC4697は、星形成領域の典型的なPAH放射パターンとは対照的に、強いPAH放射を示しながら7.7 μm特徴線が弱いのであろうか？
• RQ2 NGC4697のPAH放射は、へきん銀河の拡散性ISMに類似しているとみなせるのか？
• RQ3 NGC4697のPAH放射は、通常静止している楕円銀河内で最近発生した星形成爆発に起因している可能性があるか？
• RQ4 NGC4697のPAH特徴線のスペクトル形態は、HII領域や他の静止銀河とどのように比較できるか？
• RQ5 NGC4697の中心領域に限定されたPAH放射は、星形成歴のタイミングと性質について何を示唆するか？

主な発見

• NGC4697のPAH放射は、中心領域に限定されており、広範な銀河間媒体への分布ではなく、局所的起源であることを示している。
• 静止した楕円銀河スペクトルを差し引いた後、NGC4697のPAH特徴線比率は、へきん銀河の拡散性銀河間媒体と一致している。
• NGC4697のPAHスペクトルはHII領域に類似していないため、活発なまたは非常に最近の強力な恒星形成を除外できる。
• 7.7 μm特徴線の弱さは、異常なPAH化学を示すものではなく、星形成爆発後の環境と整合的である。
• 観測されたPAH放射は、NGC4697において最近終了したが、星形成爆発に起因すると最も適切に説明できる。