[论文解读] Galaxy interactions in loose galaxy groups: KAT-7 and VLA HI Observations of the IC 1459 group

Tom Oosterloo, M. L. Zhang+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 22, 2018

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 11

一句话总结

本研究利用KAT-7和VLA对IC 1459星系群进行了深度H i观测，揭示了NGC 7418因潮汐相互作用而产生的长达500 kpc的H i尾，而ram压力剥离仅起次要作用。研究结果表明，即使在松散星系群中，星系相互作用与演化过程也依然活跃，而不仅限于密集星系团。

ABSTRACT

We report on the results from deep HI observations, performed with the Karoo Array Telescope and with the Karl G. Jansky Very Large Array of the loose galaxy group centred on the early-type galaxy IC 1459. The main result from our observations is the detection of a nearly continuous, 500-kpc long HI tail which crosses the entire group. Earlier observations with the Australia Telescope Compact Array had shown the presence of a large HI tail in this galaxy group, but because of the much larger coverage of the new data, the full extent of this tail is now visible. The HI mass of this structure is 3.1 +- 0.3 10^9 Msun . Based on its morphology and kinematics, we conclude that the tail consists of gas stripped from NGC 7418 through tidal interactions, with ram-pressure affects playing at most a minor role. Optical images of the IC 1459 group do not show many indications that galaxy interactions are common in this group. The HI data reveal a very different picture and show that almost all gas-rich galaxies in the IC 1459 group have a distorted HI distribution indicating that many interactions are occurring in this group. This high number of interactions shows that the processes that drive galaxy transformation are also occurring in fairly loose galaxy groups.

研究动机与目标

• 研究星系相互作用在松散星系群中的作用，特别是与星系团相比密度较低的环境。
• 确定IC 1459星系群中大尺度H i结构的起源，区分潮汐相互作用与ram压力剥离的贡献。
• 利用深度H i数据评估该星系群中富含气体星系的气体剥离和形态畸变的普遍性。
• 证明H i观测在揭示光学图像中不可见的隐藏相互作用方面的重要性。
• 通过展示在星系群环境中检测到的延伸且表面亮度低的H i特征，为即将开展的大面积H i巡天做好准备。

提出的方法

• 利用卡鲁高原望远镜（KAT-7）和卡尔·G·詹斯基甚大阵列（VLA）进行深度H i综合观测。
• 将两台仪器的数据结合，实现大视场覆盖和高灵敏度，从而检测低柱密度H i结构。
• 分析H i发射的运动学和形态学，以识别潮汐特征并追踪气体流动。
• 将观测到的H i分布和速度场与潮汐相互作用模型及ram压力剥离模拟结果进行比较。
• 利用星系群的速度 dispersion（223 ± 62 km s⁻¹）估算动力学 timescale 和H i尾的年龄。
• 评估XMM与钱德拉X射线望远镜的数据，以判断是否存在热星系群介质，这将支持ram压力剥离的存在。

实验结果

研究问题

• RQ1 在IC 1459星系群中检测到的500 kpc长H i尾的起源是什么——是潮汐相互作用还是ram压力剥离？
• RQ2 通过H i形态学和运动学，松散星系群中的星系相互作用有多普遍？
• RQ3 在低密度环境中，潮汐力在塑造H i结构方面相对于ram压力效应占据多大主导地位？
• RQ4 H i尾的年龄与密集星系团中的类似特征相比如何？这对我们理解冷气体的存活有何启示？
• RQ5 尽管存在强烈的H i证据，为何IC 1459星系群的光学图像在相互作用方面并无显著特征？

主要发现

• 检测到一条几乎连续的H i尾，横跨整个IC 1459星系群，长度达500 kpc，总H i质量为3.1 ± 0.3 × 10⁹ M☉。
• H i尾主要归因于潮汐相互作用，其双臂形态和运动学结构提供了有力证据，ram压力剥离最多仅起次要作用。
• 该星系群中所有富含气体的星系均表现出畸变的H i形态，表明相互作用广泛存在且仍在持续进行。
• H i尾的估计年龄至少为2 Gyr，远长于密集星系团中典型的H i尾，表明其受热星系群介质蒸发的影响较小。
• X射线观测未检测到热星系群介质，支持ram压力剥离并非主导机制的结论。
• 光学图像未显示任何明显的相互作用迹象，凸显了H i观测在揭示星系群中隐藏动力学过程方面的重要作用。