[论文解读] Studies of galaxies in voids. I. HI observations of Blue Compact Galaxies

S. A. Pustilnik, Jean‐Michel Martin+4 more|ArXiv.org|May 14, 2002

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 51被引用 27

一句话总结

本研究利用射电连续谱观测，调查了28个位于宇宙空洞中的蓝致密星系（BCGs）的HI含量，发现空洞中的BCGs相比更密集环境中的星系具有显著更高的H i与蓝光度比。随着明亮星系密度降低，H i质量函数斜率（β）变陡，表明空洞中的星系演化更年轻或受相互作用影响更小，高达80%的空洞BCGs可能由与低质量伴星的相互作用触发。

ABSTRACT

We present here results of studies of the properties of galaxies located in very low density environments. We observed 26 blue compact galaxies (BCGs) from the Second Byurakan (SBS) and Case surveys located in voids with the radial velocities V < 11000 km/s, two BCGs in the void behind the Virgo cluster and 11 BCGs in denser environments. HI fluxes and profile widths, as well as estimates of total HI masses, are presented for the 27 detected galaxies (of which 6 are in three galaxy pairs and are not resolved by the radiotelescope beam). Preliminary comparisons of void BCGs with similar objects from intermediate density regions - in the general field and the Local Supercluster (sub-samples of BCGs in the SBS zone) and in the dense environment of the Virgo Cluster (a BCD sample) - are performed using the hydrogen-to-blue-luminosity ratio M(HI)/L_B. We find that for the same blue luminosity, for M_B > -18.0, BCGs in lower density environment have on average more HI. The slope (beta) of the M(HI)/L_B proportional to L^(beta) for BCGs shows a trend of steepening with decreasing bright galaxy density, being very close to zero for the densest environment considered here and reaching (beta) = -0.4 for voids.

研究动机与目标

• 调查宇宙空洞中蓝致密星系（BCGs）的HI含量及其气体含量演化情况。
• 比较空洞中的BCGs与更密集环境（如室女座星系团和一般场）中BCGs的H i与蓝光度比（M(HI)/LB）。
• 评估星系相互作用在触发孤立BCGs中恒星形成及影响其气体含量方面的作用。
• 确定空洞BCGs在气体含量和演化状态方面是否构成一个独立的星系族群。

提出的方法

• 在埃菲尔斯堡100米望远镜进行射电连续谱观测，以检测28个空洞中BCGs的积分H i 21 cm线发射。
• 对27个检测到的星系（包括六个未分辨的双星系对）推导出H i流量、线宽和总H i质量。
• 计算H i与蓝光度比（M(HI)/LB），并将其拟合到不同环境中的幂律关系M(HI)/LB ∝ LB^β。
• 利用径向速度和红移数据，通过统计分析比较不同环境（空洞、SBS区域的一般场、室女座星系团）中的β指数。
• 利用形态学和动力学指标（如结构扰动、速度差≤150 km/s、投影距离）评估相互作用的可能性。
• 利用DSS-II和未发表的测光数据，分析局部环境并识别潜在的低质量伴星。

实验结果

研究问题

• RQ1 宇宙空洞中的蓝致密星系是否表现出比密集环境中星系更高的单位蓝光度HI含量？
• RQ2 随着明亮星系密度降低，M(HI)/LB ∝ LB^β关系中的幂律指数β如何变化？
• RQ3 空洞BCGs中的恒星爆发在多大程度上是由与低质量伴星的相互作用而非内部过程触发的？
• RQ4 有多少比例的空洞BCGs表现出与附近低光度星系近期或正在进行相互作用的形态学或动力学迹象？
• RQ5 空洞中M(HI)/LB的观测增加是否与更年轻的演化状态或因弱相互作用导致的气体损失减少一致？

主要发现

• 在观测的28个空洞BCGs中，60%被检测到H i，获得了可测量的H i质量和线轮廓。
• H i与蓝光度比（M(HI)/LB）随明亮星系密度降低而增加，空洞中达到最高值。
• 在M(HI)/LB ∝ LB^β关系中，β指数从密集环境（室女座星系团）的–0.1变化到空洞中的–0.4，表明密度越低，斜率越陡。
• 高达80%的空洞BCGs表现出相互作用迹象——或为与低质量星系的近距离双星系对，或为形态扰动——表明其恒星形成由相互作用驱动。
• 尽管空洞环境极为孤立，BCGs的气体含量仍强烈受低质量伴星相互作用的影响，表明即使在低光度水平下，局部环境密度在气体演化中起着关键作用。
• 尽管空洞与一般场中明亮星系密度相差70倍，但两者之间M(HI)/LB的差异很小，表明空洞与一般场中低质量星系的密度远比L*星系更接近。