[论文解读] Possibly interacting Vorontsov-Velyaminov galaxies. II. The 6m telescope spectroscopy of VV 080, 131, 499, 523 and 531

S. A. Pustilnik, A. V. Zasov+4 more|ArXiv.org|Jan 5, 2003

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 50被引用 12

一句话总结

本研究利用6米望远镜对五颗沃龙佐夫-维利米诺夫（VV）星系——VV 080、131、499、523和531——进行了长缝光谱观测，以分析电离气体的动力学和元素丰度。研究发现，弱相互作用（通常涉及低质量伴星或星系群环境）可触发这些系统的星暴现象，其金属量范围为太阳金属量的1/25至1/2，且识别出大尺度电离气体外流（0.1–2 kpc），这些外流与Hα发射结斑相关。

ABSTRACT

In continuation of the program formulated in Paper I we present results of long-slit spectroscopy with the Russian 6m telescope of five more objects from the Vorontsov-Velyaminov Atlas and Catalogue of Interacting galaxies. These are the galaxies for which the interaction is not evident, although all of them are classified as multiple systems (usually as ``nests'', ``chains'' and similar systems). The spectrophotometry data enable us to derive for all galaxies abundances of O, and for some of them abundances of N, Ne and S. For two of them chemical abundances are given for the first time. In spectra of three of the studied galaxies [Oiii]4363 line is measured, and T_e and oxygen abundance are derived by the classical method. For the two others, empirical methods are used. For all 5 galaxies, the radial velocity distribution along the slit was obtained in the Ha-line. The studied galaxies represent a rather mixed sample: from very low luminosity irregular galaxies, like VV 499 (DDO 053), to rather bright VV 523 (NGC 3991). Their metallicities vary from Z=1/25 Zo for VV 499 to 1/2 Zo for VV 523. The morphology of these galaxies ranges between typical dIrr (VV 080) through ring-like (VV 131) to clumpy Irr (VV 523). Position--Velocity diagrams in the Ha-line along the galaxy body imply the existence of large-scale ionized gas outflows/supershells around the sites of intense current and/or recent SF activity. Sizes of supershells vary in the range of several hundred pc to about 2 kpc. For all studied galaxies we examine their local environment and indicate the nearest neighbouring objects capable of inducing the observed enhanced star formation.

研究动机与目标

• 调查五颗被归类为‘可能相互作用’但外观上不明显的VV星系中恒星形成与元素丰度的性质。
• 确定来自邻近伴星或星系群环境的弱潮汐相互作用是否可触发富含气体、低光度星系中的星暴。
• 使用经典方法与经验方法（尤其在[O iii] λ4363被探测到时）推导氧及其他元素（O、N、Ne、S）的丰度。
• 通过Hα的径向速度分布追踪电离气体的动力学，识别大尺度外流或超壳结构。
• 评估局域环境在诱导外观孤立的VV星系中增强恒星形成中的作用。

提出的方法

• 使用6米望远镜进行长缝光谱观测，采用多种光栅（如1302、325、651条/mm）和曝光时间（600 s至2×1800 s），覆盖紫外至近红外波段（3700–8000 Å）。
• 在三个星系中测量了[O iii] λ4363谱线，利用经典方法（O/H ∝ Tₑ⁻¹）推导电子温度（Tₑ）与氧丰度。
• 在[O iii] λ4363未被探测到的两个星系中应用经验方法（如Pilyugin 2001）推导氧丰度。
• 分析沿缝的Hα径向速度轮廓，以描绘电离气体的动力学并识别速度扰动与外流。
• 结合光谱测光与来自NED和LEDA的多波段数据（光学、HI、红外），推导总星等、距离、HI质量与形态参数。
• 利用位置-速度图识别超壳与外流，其尺度从~100 pc至~2 kpc，与Hα发射结斑相关。

实验结果

研究问题

• RQ1 弱潮汐相互作用能否解释外观上孤立的VV星系中增强的恒星形成？
• RQ2 这五颗VV星系中的元素丰度（尤其是O、N、Ne、S）是多少？与标准金属量指标相比如何？
• RQ3 这些星系中电离气体的动力学结构如何？速度扰动或外流是否与Hα发射区域相关？
• RQ4 这些星系的金属量与HI含量如何与它们的恒星形成历史及演化状态相关？
• RQ5 邻近伴星或星系群环境在触发这些系统中星暴现象中起什么作用？

主要发现

• VV 499（DDO 053）是样本中金属量最低的星系，12+log(O/H) = 7.52 ± 0.08，对应Z ≈ 1/25 Z⊙，是M 81星系群中演化程度最低的星系之一。
• VV 523具有最高的金属量（12+log(O/H) = 8.65），与Z ≈ 1/2 Z⊙一致，表明其具有显著的恒星形成历史，演化程度较高。
• 在所有五颗星系中均探测到电离气体外流或超壳结构，尺度从~100 pc至~2 kpc，与Hα发射结斑及速度扰动相关。
• Hα的径向速度轮廓显示，明亮星系（如VV 523）表现出系统性旋转，而低光度星系（如VV 080、VV 499）则表现出局部速度偏移，表明局部恒星形成被触发。
• 对于VV 499，其高HI质量-光度比（M(HI)/L_B = 1.7 × 10⁸ M⊙）与低金属量证实其为富含气体、金属量贫乏且可能尚未演化的星系。
• 在所有情况下，均识别出一个潮汐扰动源——从大质量伴星（VV 080、131、523）到星系群环境（VV 499）或下沉的卫星星系（VV 531）——作为恒星形成可能的触发机制。