[论文解读] An optical/NIR survey of globular clusters in early-type galaxies II. Ages of GC systems and the relation to galaxy morphology

Ana L. Chies-Santos, S. S. Larsen+6 more|arXiv (Cornell University)|Oct 22, 2010

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 58被引用 31

一句话总结

本研究利用光学（g, z）和近红外（K波段）测光，调查了14个早型星系中球状星团（GC）系统的年龄，比较了差异颜色-颜色图与简单星族（SSP）模型。研究发现，S0星系中的球状星团明显比椭圆星系年轻，尤其是金属贫乏的蓝子群，表明S0星系中球状星团的形成历史更为持久；而NGC 4365的球状星团系统在年龄上与其他大质量椭圆星系一致，尽管其颜色分布存在差异，但该差异源于金属丰度而非年龄。

ABSTRACT

Context: Some photometric studies of extragalactic globular cluster (GC) systems using the optical and near-infrared colour combination have suggested the presence of a large fraction of intermediate-age (2-8 Gyrs) GCs. Aims: We investigate the age distributions of GC systems in 14 E/S0 galaxies. Methods: We carry out a differential comparison of the (g-z) vs. (g-K) two-colour diagrams for GC systems in the different galaxies in order to see whether there are indications of age differences. We also compare the different GC systems with a few simple stellar population models. Results: No significant difference is detected in the mean ages of GCs among elliptical galaxies. S0 galaxies on the other hand, show evidence for younger GCs. Surprisingly, this appears to be driven by the more metal-poor clusters. The age distribution of GCs in NGC4365 seems to be similar to that of other large ellipticals (e.g. NGC4486, NGC4649). Padova SSPs with recently released isochrones for old ages (14 Gyrs) show less of an offset with respect to the photometry than previously published models. Conclusions: We suggest that E type galaxies assembled most of their GCs in a shorter and earlier period than S0 type galaxies. The latter galaxy type, seems to have a more extended period of GC formation/assembly.

研究动机与目标

• 利用多波段测光确定14个早型星系中球状星团（GC）系统的年龄分布。
• 通过结合光学与近红外（NIR）颜色，解决球状星团研究中的年龄/金属丰度混淆问题。
• 探究椭圆星系（E）与S0星系之间的形态差异是否与球状星团系统年龄的差异相关。
• 检验近期Padova SSP模型与观测到的球状星团颜色的一致性，特别是在古老年龄时的表现。
• 评估观测到的颜色-颜色图散射是否主要源于观测误差，还是源于内在年龄弥散。

提出的方法

• 通过比较14个E/S0星系的（g−z）与（g−K）双色图，检测年龄差异。
• 将观测到的球状星团颜色与最新的Padova08简单星族（SSP）模型进行比较，包括针对古老年龄的新等相图。
• 使用AnalySED拟合工具，基于SSP SED拟合蓝、红子群的中位年龄。
• 通过（g−K）–（g−z）平面中的δ（delta）参数量化年龄偏移，以追踪相对年龄差异。
• 分析（g−K）与（z−K）颜色平面，识别可能与水平分支形态相关的非线性特征。
• 评估随机效应和观测不确定性，以区分内在散射与测量噪声。

实验结果

研究问题

• RQ1 S0星系中的球状星团系统是否与椭圆星系中的球状星团系统具有显著不同的年龄？
• RQ2 NGC 4365球状星团系统中观测到的颜色分布差异是由于年龄还是金属丰度差异造成的？
• RQ3 近期改进了古老年龄等相图的Padova SSP模型在多大程度上与观测到的球状星团测光数据匹配？
• RQ4 观测到的球状星团颜色-颜色图散射主要源于观测误差还是内在年龄弥散？
• RQ5 在（g−K）与（z−K）平面中存在非线性特征，是否表明其具有与水平分支形态相关的物理成因？

主要发现

• S0星系在其球状星团中表现出显著更年轻的平均年龄，尤其在金属贫乏的蓝子群中。
• NGC 4365球状星团系统的年龄分布与其他大质量椭圆星系一致，尽管其（g−z）颜色分布不同，但该差异归因于金属丰度而非年龄。
• 最新版Padova08 SSP模型相比早期模型显著减小了与观测测光的偏差，尤其在古老年龄（14 Gyr）时表现更优。
• 使用Padova08 SSP模型时，大多数星系中蓝、红子群的中位年龄在1σ范围内一致，允许较宽的年龄范围（1–14 Gyr），但部分S0星系除外。
• 星系形态类型与δ参数之间存在明显相关性，后型星系（如S0星系）表现出更大的年龄偏移，表明其球状星团系统更年轻。
• 在明亮星等处，δ参数的残差散射无法完全由观测误差解释，表明球状星团系统中可能存在高达数Gyr的内在年龄弥散。