[论文解读] Differential Galaxy Evolution in Cluster and Field Galaxies at z=0.3

Michael L. Balogh, S. L. Morris+3 more|ArXiv.org|Jun 29, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 95被引用 514

一句话总结

本研究分析了15个X射线明亮星系团和场环境中的1,823个星系在z≈0.3处的光谱指数，以探究环境对星系演化的影响。研究发现，星系团中的星系比场中的星系具有更老的恒星种群，仅有约2.1%的星系团星系显示出近期停止恒星形成的迹象，表明星系团环境不会引发星暴，但可能通过气体耗尽而无晕层补给，促进渐进式的、被动的演化。

ABSTRACT

(abridged) We measure spectral indices for 1823 galaxies in the CNOC1 sample of fifteen X-ray luminous clusters at 0.18

研究动机与目标

• 调查z≈0.3时星系团与场中星系差异演化机制。
• 确定星系团环境是否引发星暴或诱导星系近期快速停止恒星形成。
• 比较星系团与场环境中K+A星系（指示近期熄灭恒星形成）的比例。
• 评估Butcher-Oemler效应（蓝星系比例随红移增加）是否由星系团特异性过程驱动。
• 评估环境中的气体剥离与星系晕气体储层在塑造星系团与场星系之间观测到的年龄和光谱差异中的作用。

提出的方法

• 测量了15个X射线明亮星系团中CNOC1样本的1,823个星系的光谱指数D4000、W₀(Hδ)和W₀(OII)，红移范围为0.18 < z < 0.55。
• 使用统计校正方法，以校正1,413个星系主样本中的不完全性和选择效应。
• 将K+A星系定义为W₀(Hδ) > 5 Å且W₀(OII) < 5 Å的星系，表示强Hδ吸收且无[O II]发射。
• 应用PEGASE和GISSEL96谱测光模型，以解释观测到的光谱特征并约束演化序列。
• 将星系团与场中观测到的K+A星系比例与模型预测结果及z≈0.1的观测数据（Zabludoff et al. 1996）进行比较。
• 分析了绝对星等限光样本（Mr < -18.8 + 5 log h），以确保统计代表性并减少偏差。

实验结果

研究问题

• RQ1 在z≈0.3时，星系团星系是否表现出比场星系更年轻的恒星种群，如光谱指数所示？
• RQ2 在考虑测量不确定性与选择偏差校正后，星系团与场环境中K+A星系的真实比例是多少？
• RQ3 蓝星系比例随红移增加（即Butcher-Oemler效应）是否由星系团特异性过程（如诱导星暴）驱动？
• RQ4 星系团环境是否更倾向于引发星暴，还是通过气体耗尽可能促进渐进式、被动演化？
• RQ5 如近期研究所示，星系团中是否存在可测量的尘埃星暴星系（A+em）过剩，相较于场环境？

主要发现

• 星系团星系的恒星种群系统性地比场星系更老，表现为更强的D4000指数和更弱的W₀(OII)与W₀(Hδ)线。
• 星系团中观测到的K+A星系比例（4.4±0.7%）因测量不确定性而被高估；校正后比例为2.1±0.7%。
• 场中校正后的K+A星系比例为0.1±0.7%，显著低于星系团，但差异仅在1σ显著性水平。
• 在绝对星等限光样本（Mr < -18.8 + 5 log h）中，星系团的K+A星系比例为1.5±0.8%，场中为1.2±0.8%，表明环境间无显著差异。
• 场中K+A星系比例约为z≈0.1时的0.30%的四倍，但该差异无统计显著性。
• 星系团中不存在尘埃星暴星系（A+em）的过剩；事实上，它们在场中更为常见（6.3±2.1%），而在星系团中较少，表明星系团环境不会引发星暴。