[论文解读] The AMIGA sample of isolated galaxies XI. A First Look at Isolated Galaxy Colors

M. Fernández Lorenzo, J. W. Sulentic+4 more|arXiv (Cornell University)|Jan 27, 2012

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 47被引用 25

一句话总结

本研究分析了AMIGA样本中孤立星系的SDSS (g−r)颜色，以将内在（源于自身）演化与环境（源于外界）影响分离开来。研究发现，孤立旋涡星系系统性地更红，且颜色色散更低，相较于成对星系，表明其恒星形成更趋于被动，颜色分布最符合高斯分布——这表明环境影响极小。

ABSTRACT

The basic properties of galaxies can be affected by both nature (internal processes) or nurture (interactions and effects of environment). Deconvolving the two effects is an important current effort in astrophysics. Observed properties of a sample of isolated galaxies should be largely the result of internal (natural) evolution. It follows that nurture-induced galaxy evolution can only be understood through comparative study of galaxies in different environments. We take a first look at SDSS (g-r) colors of galaxies in the AMIGA sample involving many of the most isolated galaxies in the local Universe. This leads us to simultaneously consider the pitfalls of using automated SDSS colors. We focus on median values for the principal morphological subtypes found in the AMIGA sample (E/S0 and Sb-Sc) and compare them with equivalent measures obtained for galaxies in denser environments. We find a weak tendency for AMIGA spiral galaxies to be redder than objects in close pairs. We find no clear difference when we compare with galaxies in other (e.g. group) environments. However, the (g-r) color of isolated galaxies shows a Gaussian distribution as might be expected assuming nurture-free evolution. We find a smaller median absolute deviation in colors for isolated galaxies compared to both wide and close pairs. The majority of the deviation on median colors for spiral subtypes is caused by a color-luminosity correlation. Surprisingly isolated and non-isolated early-type galaxies show similar (g-r). We see little evidence for a green valley in our sample with most spirals redder than (g-r)=0.7 having spurious colors. The redder colors of AMIGA spirals and lower color dispersions for AMIGA subtypes -compared with close pairs- is likely due to a more passive star formation in very isolated galaxies.

研究动机与目标

• 通过研究本地宇宙中最为孤立的星系，分离出内在（源于自身）星系演化的效应。
• 研究环境因素（如相互作用和密度）如何影响星系颜色，特别是与孤立系统进行对比。
• 评估自动SDSS测光在测量孤立样本星系颜色时的可靠性与局限性。
• 确定孤立星系的颜色分布是否符合高斯形状，以指示环境扰动极小。
• 检查孤立星系中是否存在“绿色山谷”现象，并评估光度在颜色色散中的作用。

提出的方法

• 利用SDSS的g波段和r波段星等，计算AMIGA样本中1,050个孤立星系的(g−r)颜色。
• 比较孤立星系与近距离成对星系（CPG样本）及宽距成对星系的中位数(g−r)颜色和颜色色散（使用中位数绝对偏差）。
• 按形态亚型（E/S0、Sb–Sc）分类星系，并分析各亚型的颜色分布。
• 通过评估不对称性（IA=1）对颜色测量的影响，检验结果的稳健性。
• 将颜色分布建模为高斯分布，以评估环境影响，使用FWHM量化色散。
• 通过分析不同形态类型在g波段和r波段的绝对星等，研究颜色-光度相关性。

实验结果

研究问题

• RQ1 孤立星系的(g−r)颜色是否与密集或相互作用环境中的星系不同？
• RQ2 孤立星系的颜色分布是否与高斯形状一致，表明环境影响极小？
• RQ3 旋涡星系中颜色色散在多大程度上源于内在光度效应，而非环境相互作用？
• RQ4 孤立星系样本中是否存在‘绿色山谷’的证据？杂散颜色如何影响颜色分布？
• RQ5 早型孤立星系的颜色是否与密集环境中同类星系不同？

主要发现

• 与近距离成对星系相比，孤立旋涡星系（Sb–Sc）表现出微弱但系统性的更红(g−r)颜色趋势，表明其恒星形成更趋于被动。
• 孤立星系的(g−r)颜色分布呈高斯形状，FWHM为0.1–0.2，表明环境扰动极小，支持其作为无环境影响基准的适用性。
• 孤立星系的(g−r)颜色中位数绝对偏差显著低于近距离成对星系，表明环境效应减弱导致颜色色散更低。
• 旋涡亚型中大部分颜色色散由颜色-光度相关性驱动，光度越高的旋涡星系颜色越红。
• 在孤立与非孤立早型星系（E/S0）之间未发现(g−r)颜色的显著差异，表明其演化路径在不同环境中相似。
• 大多数(g−r) > 0.7的孤立旋涡星系具有杂散颜色（约80%），且孤立样本中缺乏绿色山谷的证据，表明中间颜色系统极少。