[论文解读] Galaxy interactions II: High density environments

S. Alonso, Valeria Mesa+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 9, 2011

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 62被引用 26

一句话总结

本研究利用SDSS-DR7数据，调查高密度环境中的星系相互作用，识别星系群和星系团中的近距离双星系统，以评估致密环境对星系形态扰动、恒星形成和星族性质的影响。研究发现，致密区域内的强相互作用会触发增强的恒星形成和更年轻的星族，尤其在合并系统中表现明显；且此类相互作用在整体低密度环境中更为普遍，凸显其在驱动星系演化中的作用。

ABSTRACT

With the aim to assess the role of dense environments in galaxy interactions, properties we present an analysis of close galaxy pairs in groups and clusters, obtained from the Sloan Digital Sky Survey Data Release 7 (SDSS-DR7). We identified pairs that reside in groups by cross-correlating the total galaxy pair catalogue with the SDSS-DR7 group catalogue from Zapata et al. (2009). We classify pair galaxies according to the intensity of interaction. We analysed the effect of high density environments on different classes of galaxy-galaxy interactions and we have also studied the impact of the group global environment on pair galaxies. We find that galaxy pairs are more concentrated towards the group centres with respect to the other group galaxy members, and disturbed pairs show a preference to contain the brightest galaxy in the groups. The color-magnitude relation exhibits significant differences between pair galaxies and the control sample, consisting in color tails with a clear excess of extremely blue and red galaxies for merging systems. In addition, pair galaxies show a significant excess of young stellar populations with respect to galaxies in the control sample; this finding suggests that, in dense environments, strong interactions produce an important effect in modifying galaxy properties. We find that the fraction of star forming galaxies decreases toward the group centre; however, galaxy pairs show a more efficient star formation activity than galaxies without a close companion. We have also found that pair galaxies prefer groups with low density global environments with respect to galaxies of the corresponding control sample. Blue, young stellar population galaxies prefer groups within low density global environments.

研究动机与目标

• 评估高密度环境（特别是星系群和星系团）对星系相互作用的影响。
• 研究局部和全局环境密度如何影响星系对的形态扰动、恒星形成和星族性质。
• 将相互作用星系与同一星系群中无伴星的星系进行比较，以隔离近距离相互作用的影响。
• 探讨局部相互作用强度与大尺度全局环境之间的相互作用对星系演化的影响。

提出的方法

• 从SDSS-DR7总双星星表中识别出近距离星系对（rp < 25 kpc，ΔV < 100 km/s）。
• 将双星与SDSS-DR7星系群星表（Zapata et al. 2009）交叉匹配，以确定其所属的星系群和星系团。
• 根据光学图像外观，将双星分类为形态类别（M：合并，T：潮汐扰动，N：无扰动）。
• 构建一个不含近距离伴星的星系群星系对照样本以供比较。
• 分析不同双星类型和星系群中心半径处的颜色-星等关系、恒星形成率和星族年龄。
• 研究恒星形成和星族性质对局部星系群密度和全局大尺度环境的依赖性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高密度环境中，星系对的分布与非双星星系成员相比，其星系群中心的集中度如何？
• RQ2 在致密星系群和星系团环境中，强星系相互作用对恒星形成和星族年龄有何影响？
• RQ3 全局大尺度环境（如空洞与星系团）如何影响相互作用系统中恒星形成星系的普遍性？
• RQ4 与相同环境中的孤立星系相比，合并系统在恒星形成和年轻星族方面表现出多大程度的增强？
• RQ5 为何相互作用星系，尤其是具有年轻星族的星系，更倾向于存在于低密度的全局环境中？

主要发现

• 星系对比非双星星系成员更集中于星系群中心，且形态扰动的星系对更倾向于围绕星系群中最亮的星系分布。
• 合并系统在颜色-星等关系中表现出显著的颜色尾部，存在大量极蓝和极红星系，表明其正经历从蓝到红的快速演化。
• 合并和潮汐扰动的星系对相较于对照样本，表现出显著更多的年轻星族和更高的恒星形成率，表明环境对星系性质有显著影响。
• 恒星形成星系的比例随靠近星系群中心而下降，但相互作用星系对——尤其是合并系统——在相同区域的恒星形成活动高于非双星星系。
• 合并对（M）具有最高的年轻星族比例和更蓝的颜色，其中65±7%的M对位于低密度全局环境中，而T对和N对分别为48±6%和55±5%。
• 具有蓝色、年轻星族的相互作用星系更倾向于分布在低密度全局环境中，表明持续的晕结构组装和无间断的吸积有利于这些系统维持长期的恒星形成。