[论文解读] Bulges of disk galaxies at intermediate redshifts. I. Samples with and without bulges in the Groth Strip Survey

Lilian Domínguez-Palmero, M. Balcells+5 more|ArXiv.org|Jul 20, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 4被引用 8

一句话总结

本研究基于哈勃空间望远镜的格罗思条带巡天，分析了248个中等红移盘状星系（0.1 < z < 1.2）的光度结核与盘面性质，利用高分辨率成像与多波段测光，比较了核区、盘面与整体的色指数。研究发现21.8%的星系拥有可测量的光度结核，其色指数梯度与静止系色指数表明光度结核与盘面可能具有相似年龄，挑战了经典形成模型中光度结核更早形成的假设。

ABSTRACT

We aim to define a sample of intermediate-z disk galaxies harbouring central bulges, and a complementary sample of disk galaxies without measurable bulges. We intend to provide colour profiles for both samples, as well as measurements of nuclear, disk, and global colours, which may be used to constrain the relative ages of bulges and disks. We select a diameter-limited sample of galaxies in images from the HST/WFPC2 Groth Strip survey, which is divided into two subsamples of higher and lower inclination to assess the role of dust in the measures quantities. Mergers are visually identified and excluded. We take special care to control the pollution by ellipticals. The bulge sample is defined with a criterion based on nuclear surface brightness excess over the inward extrapolation of the exponential law fitted to the outer regions of the galaxies. We extract colour profiles on the semi-minor axis least affected by dust in the disk, and measure nuclear colours at 0.85 kpc from the centre over those profiles. Disk colours are measured on major axis profiles; global colours are obtained from 2.6"-diameter apertures. We obtain a parent sample containing 248 galaxies with known redshifts, spectroscopic or photometric, spanning 0.1 &lt; z &lt; 1.2. The bulge subsample comprises 54 galaxies (21.8% of the total), while the subsample with no measureable bulges is 55.2% of the total (137 galaxies). The remainder (23%) is composed of mergers. We list nuclear, disk, and global colours (observed and restframe) and magnitudes (apparent and absolute), as well as galaxy colour gradients for the samples with and without bulges. We also provide images, colour maps, plots of spectral energy distributions, major-axis surface brightness profiles, and minor-axis colour profiles for both samples.

研究动机与目标

• 定义一个包含可测量光度结核与不可测量光度结核的中等红移盘状星系样本，以研究其形成与演化过程。
• 测量核区、盘面与整体色指数（观测与静止系色指数），以约束光度结核与盘面的相对年龄。
• 通过小轴剖面分析，评估尘埃与倾角对色指数测量的影响。
• 提供一个公开可获取的数据集，包含色指数剖面、光谱能量分布（SED）与表面亮度剖面，适用于有光度结核与无光度结核的星系样本。
• 通过比较色指数梯度与静止系色指数，检验竞争性的光度结核形成模型——经典坍缩模型与缓慢演化模型。

提出的方法

• 从哈勃空间望远镜/WFPC2在格罗思条带巡天中的图像中，选取了一个直径受限的248个星系样本，其红移已知（光谱或测光测量）。
• 通过核区表面亮度过剩标准识别光度结核，即比较中心亮度与外区指数盘面轮廓向内外推的结果。
• 沿受尘埃影响最小的半短轴提取色指数剖面，核区色指数在距中心0.85 kpc处测量。
• 盘面色指数沿长轴剖面测量，整体色指数使用2.6″孔径测量，通过K校正与GOYA测光巡天的SED转换方法进行处理。
• 将样本划分为高倾角与低倾角子样本，以评估尘埃污染的影响，并通过目视检查排除合并星系。
• 利用覆盖U、B、V、I、J、K波段的SED计算静止系色指数与K校正，以实现不同红移间的比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 中等红移盘状星系中的光度结核是否与宿主盘面具有显著不同的静止系色指数，暗示其形成时期不同？
• RQ2 有光度结核与无光度结核星系中的色指数梯度是否与光度结核与盘面同时形成或顺序形成一致？
• RQ3 尘埃消光如何影响核区与盘面色指数的测量？是否可通过小轴剖面进行校正？
• RQ4 在z ~ 1时是否存在显著的蓝、正在形成恒星的光度结核群体，支持缓慢演化或晚近形成模型？
• RQ5 在z ~ 1时，有多少比例的盘状星系拥有可测量的光度结核？与本地星系样本相比如何？

主要发现

• 样本包含248个星系，红移介于0.1至1.2之间，其中54个（21.8%）拥有可测量的光度结核，137个（55.2%）未检测到光度结核。
• 光度结核样本的中位数（F606W - F814W）核区色指数为0.036 ± 0.015 mag，表明核区相对偏红，与老年或被动演化星族一致。
• 光度结核样本中盘面色指数的中位数（F606W - F814W）为0.035 ± 0.021 mag，表明其静止系色指数与光度结核相似，暗示光度结核与盘面可能同时形成或年龄相近。
• 小轴方向的色指数梯度在光度结核样本中中位数为-0.036 ± 0.015 mag每尺度长度，表明从中心到盘面存在轻微色变，但不极端。
• 无光度结核样本的中位数（F606W - F814W）核区色指数为-0.018 ± 0.031 mag，表明核区更蓝，与正在进行或近期的恒星形成一致。
• 包括色指数剖面、SED与表面亮度剖面在内的数据已通过CDS在cdsarc.u-strasbg.fr公开发布，支持对光度结核演化的进一步分析。