[论文解读] Dissecting star-formation in the "Atoms-for-Peace" galaxy: Ultra-Violet Imaging Telescope observations of the post-merger galaxy NGC7252

Koshy George, P. Joseph+10 more|arXiv (Cornell University)|Feb 26, 2018

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 58被引用 4

一句话总结

本研究利用Astrosat卫星上的UVIT对后并合星系NGC7252中的恒星形成进行测绘，揭示了其潮汐尾和潮汐矮星系（TDGs）中空间分辨的恒星形成率（SFR）。未进行消光校正的总SFR为0.81 ± 0.01 M⊙/yr，TDGs的SFR与本地矮星系相当，并在尾部发现与距离相关的SFR梯度，可能源于并合过程中喷射气体初始条件的差异。

ABSTRACT

The tidal tails of post-merger galaxies exhibit ongoing star formation far from their disks. The study of such systems can be useful for our understanding of gas condensation in diverse environments. The ongoing star formation in the tidal tails of post-merger galaxies can be directly studied from ultraviolet (UV) imaging observations. The post merger galaxy NGC7252 ("Atoms-for-Peace" galaxy) is observed with the Astrosat UV imaging telescope (UVIT) in broadband NUV and FUV filters to isolate the star forming regions in the tidal tails and study the spatial variation in star formation rates. Based on ultraviolet imaging observations, we discuss star formation regions of ages $

研究动机与目标

• 研究后并合星系NGC7252的潮汐尾和潮汐矮星系（TDGs）中空间分辨的恒星形成。
• 利用紫外（UV）成像测量星系主体和潮汐结构中的恒星形成率（SFR），避免依赖消光校正的代理指标。
• 探究SFR与距星系中心距离的依赖关系，以探查气体凝聚的初始条件。
• 通过将TDGs的SFR和金属量与本地矮星系进行比较，评估其本质。
• 评估消光校正对SFR估计的影响，显示其可能带来高达一个数量级的差异。

提出的方法

• 利用搭载在Astrosat卫星上的紫外成像望远镜（UVIT）获取NGC7252的宽带NUV和FUV成像。
• 通过NUV和FUV波段的紫外过量识别出年龄小于200 Myr的恒星形成区，该方法对近期大质量恒星形成敏感。
• 采用标准的紫外光度与SFR之间的校准关系计算SFR，假设初始质量函数为Salpeter型。
• 通过比较FUV与Hα推导的SFR估算中心区域的消光，得出消光约为2.33 mag。
• 绘制潮汐尾中SFR面密度的空间变化，关联其与星系中心的距离。
• 分析候选TDGs（NGC7252E和NGC7252NW）的SFR，并与本地矮星系的SFR分布进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 NGC7252的潮汐尾中恒星形成率的空间分布如何？其与星系中心距离的关系如何？
• RQ2 潮汐矮星系候选体NGC7252E和NGC7252NW的恒星形成率是多少？与典型本地矮星系相比如何？
• RQ3 消光如何影响NGC7252中推导出的恒星形成率？需要多大的校正量？
• RQ4 喷射气体中的哪些物理条件可能解释潮汐尾中观测到的SFR面密度梯度？
• RQ5 观测到的TDGs（SFR、金属量）特性是否支持其起源于并合过程中喷射的预富集气体？

主要发现

• NGC7252的总恒星形成率（未进行消光校正）为0.81 ± 0.01 M⊙/yr。
• NGC7252的中心区域在比较FUV与Hα SFR代理指标时表现出约2.33 mag的消光，表明存在显著的尘埃吸收。
• 潮汐矮星系NGC7252E的恒星形成率为0.02 M⊙/yr，NGC7252NW的恒星形成率为0.03 M⊙/yr，均与本地矮星系相当。
• 在潮汐尾中观察到明显的SFR面密度梯度，随距星系中心距离增加而减小。
• SFR梯度可能源于并合过程中喷射时间或气体团块质量等初始条件的差异。
• TDGs表现出太阳系气体相金属量（12 + log(O/H) = 8.6），支持其起源于并合过程中喷射的预富集气体。