[論文レビュー] Young stellar populations in early-type dwarf galaxies; occurrence, radial extent and scaling relations

E. Hamraz, R. F. Peletier+4 more|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|Apr 5, 2019

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 105被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、ハッブル宇宙望遠鏡ACS画像を用いて、フォルナックス、バービオ、コマ銀河団内の早期型矮星銀河（dEs）における若年星団の性質を調査した。フォルナックスdEsのほぼすべてが青色の核部（若年星を示唆）を有する一方、バービオとコマdEsではそれぞれ85%および53%が同様の特徴を示した。青色核部は、より明るさが低い銀河に偏っており、核部のサイズと主系列の明るさとの間に相関は認められなかった。

ABSTRACT

To understand the stellar population content of dwarf early-type galaxies (dEs) and its environmental dependence, we compare the slopes and intrinsic scatter of color-magnitude relations (CMRs) for three nearby clusters, Fornax, Virgo and Coma. Additionally we present and compare internal color profiles of these galaxies to identify central blue regions with younger stars. We use the imaging of the HST/ACS Fornax cluster in the magnitude range of -18.7 <= M_g' <= -16.0, to derive magnitudes, colors and color profiles, which we compare with literature measurements. Based on analysis of the color profiles, we report a large number of dEs with young stellar populations in their center in all three clusters. While for Virgo and Coma the number of blue-cored dEs is found to be 85 +/- 2% and 53 +/- 3% respectively, for Fornax, we find that all galaxies have a blue core. We show that bluer cores reside in fainter dEs, similar to the trend seen in nucleated dEs. We find no correlation between the luminosity of the galaxy and the size of its blue core. Moreover, a comparison of the CMRs of the three clusters shows that the scatter in Virgo's CMR is considerably larger than in the Fornax and Coma clusters. Presenting adaptive smoothing we show that the galaxies on the blue side of the CMR often show evidence for dust extinction, which strengthens the interpretation that the bluer colors are due to young stellar populations. We also find that outliers on the red side of the CMR are more compact than expected for their luminosity. We find several of these red outliers in Virgo, often close to more massive galaxies. No red outlying compact early-types are found in Fornax and Coma in this magnitude range while we find three in the Virgo cluster. We suggest that the large number of outliers and larger scatter found for the Virgo cluster CMR is a result of Virgo's different assembly history.

研究の動機と目的

• 異なる銀河団環境における早期型矮星銀河（dEs）の若年星団の発生頻度と半径的広がりを理解すること。
• dEsにおける色-等級関係（CMR）の散らばりと外れ値の環境依存性を調査すること。
• 高分解能色プロファイルを用いて、dEsの青色核部が若年星団によるものか、あるいはダスト減光によるものかを特定すること。
• 青色核部の性質と主星系の明るさやサイズとのスケーリング関係を調査すること。
• 銀河団固有の形成歴が観測されたCMRの散らばりと外れ値集団をどのように形作っているかを評価すること。

提案手法

• Fornax、Virgo、Coma銀河団内のdEsの高分解能ハッブル宇宙望遠鏡/アドバンスド・カメラ・フォー・サーベイズ（HST/ACS）画像を用い、$-18.7 \leq M_{g^\prime} \leq -16.0$の明るさ範囲をカバーした。
• 銀河の明るさ、色を測定し、$(g^\prime - z^\prime)$色プロファイルを詳細に構築することで、中心部の青色領域を特定し、赤系列からのずれを定量化した。
• 適応的スムージングを適用して、色が期待値より青い銀河においてダスト減光と内在的若年星団の違いを区別した。
• 各銀河団ごとに色-等級関係（CMR）をフィットし、CMRからの固有の散らばりと外れ値を定量化した。
• 色勾配とコア特性（サイズ、色過剰）を各銀河団間で比較し、環境的傾向を評価した。
• 定義された中心部と外側領域を有するパラメトリック色プロファイルを用いて、青色コアを分離し、CMRおよび赤系列からのずれを測定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Fornax、Virgo、Coma銀河団における早期型矮星銀河（dEs）の若年星団の発生頻度はどの程度か？
• RQ2 dEsの青色コアの半径的広がりと色は、主星系の明るさとどのように相関するか？
• RQ3 dEsのCMRに観測された散らばりの原因は何か？主に若年星団によるものか、ダスト減光によるものか？
• RQ4 なぜVirgo銀河団のCMR散らばりはFornaxおよびComaに比べて大きいのか？
• RQ5 赤外外れ値（期待値よりもコンactな）は、特定の銀河団環境でより顕著に見られるか？

主な発見

• 調査されたフォルナックスdEsのすべてが青色コアを示しており、若年星団の発生頻度は100%であった。これに対してバービオでは85% ± 2%、コマでは53% ± 3%であった。
• より青いコアは、明るさが低いdEsに偏って発生しており、核付きdEsで観測された傾向と整合的である。青色コアのサイズと主星系の明るさとの間に相関は認められなかった。
• CMRの散らばりは、バービオ（0.05–0.06 mag）で顕著に大きく、フォルナックスおよびコマよりも、Virgoではより活発な形成歴と継続的な相互作用が存在することを示唆している。
• 適応的スムージングにより、CMRの青側に位置する銀河の多くがダスト減光の痕跡を示しており、色がより青くなる原因がダスト単独ではなく若年星団によるものであるという解釈を支持している。
• 赤外外れ値（コンパクトで明るいdEs）は、バービオに3例が確認されたが、フォルナックスおよびコマでは調査範囲の明るさ範囲内で同定されなかった。これは環境依存性を示している。
• フォルナックスおよびバービオのCMRはコマよりもわずかに青色であり、3つの銀河団のすべてでdEsの色勾配は、明るさが低下するにつれて負から正に傾向を示しており、特に最も明るさが低い銀河で顕著であった。