[论文解读] The AMIGA sample of isolated galaxies XII. Revision of the isolation degree for AMIGA galaxies using the SDSS

M. Argudo–Fernández, S. Verley+10 more|DIGITAL.CSIC (Spanish National Research Council (CSIC))|Nov 4, 2013

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 68被引用 20

一句话总结

本研究利用SDSS-DR9的测光与光谱数据，重新评估了星系目录（CIG）中636个星系的孤立性标准，通过识别更暗淡且更遥远的邻近星系，改进了环境参数的量化。研究发现，约20%的原始AMIGA样本应被排除，因其存在隐藏的背景污染星系；同时，CIG标准遗漏了约92%的径向速度匹配邻近星系，显著影响了孤立性的判定。

ABSTRACT

In the framework of the AMIGA project we present a revision of the environment for galaxies in the Catalogue of Isolated Galaxies (CIG, Karachentseva 1973) using the ninth data release of the Sloan Digital Sky Survey (SDSS-DR9). The aims of this study are to refine the photometric-based AMIGA sample of isolated galaxies and to provide an improvement of the quantification of the isolation degree with respect to previous works, using both photometry and spectroscopy. We developed an automatic method to search for neighbours within a projected area of 1 Mpc radius centred on each primary galaxy to revise the CIG isolation criteria. Of the 636 CIG galaxies considered in the photometric study, 426 galaxies fulfil the CIG isolation criteria within 1 Mpc, taking into account projected neighbours. Of the 411 CIG galaxies considered in the spectroscopic study, 347 galaxies fulfil the CIG isolation criteria when a criterion about redshift difference is added. The available redshifts allow us to reject background neighbours and thus improve the photometric assessment. For the first time, the environment and the isolation degree of AMIGA galaxies are quantified using digital data. The use of the SDSS database permits one to identify fainter and smaller-size satellites than in previous AMIGA works. About 50% of the neighbours considered as potential companions in the photometric study are in fact background objects. We also find that about 92% of the neighbour galaxies that show recession velocities similar to the corresponding CIG galaxy are not considered by the CIG isolation criteria as potential companions, which may have a considerable influence on the evolution of the central CIG galaxy.

研究动机与目标

• 通过利用现代SDSS数据重新审视CIG孤立性标准，改进AMIGA样本中星系孤立性的量化方法。
• 通过比较测光与光谱邻近星系检测结果，评估原始CIG孤立性标准的有效性。
• 利用红移信息减少孤立样本中背景星系的污染。
• 量化孤立星系的局部数密度与潮汐强度，以更准确地表征其环境特征。
• 通过剔除受未见伴星影响的星系，对AMIGA样本进行优化，提升其作为星系演化研究参考样本的适用性。

提出的方法

• 采用自动化方法，在每个CIG星系周围1 Mpc的投影半径内，利用SDSS-DR9的测光数据搜索邻近星系。
• 计算局部数密度与潮汐强度参数，以量化环境对每个CIG星系的影响。
• 结合光谱红移数据，通过设定速度差阈值|Δv| ≤ 500 km s⁻¹，过滤掉背景星系。
• 在红移覆盖不完整的区域，利用测光红移估算孤立性参数的上限。
• 对比测光与光谱结果，评估原始CIG孤立性标准的可靠性。
• 使用统计工具（STILTS、TOPCAT、Python、Matplotlib）与数据库（NED、HyperLeda）进行数据处理与可视化。

实验结果

研究问题

• RQ1 当仅依赖测光数据时，原始CIG孤立性标准在排除背景星系方面失败的程度如何？
• RQ2 CIG标准遗漏了多少径向速度匹配的邻近星系？这些星系对星系演化可能产生何种影响？
• RQ3 被CIG分类为孤立的星系，其真实环境影响程度（通过数密度与潮汐强度衡量）如何？
• RQ4 与仅使用测光数据相比，引入光谱红移数据在多大程度上提高了孤立性判定的准确性？
• RQ5 与原始AMIGA样本相比，修订后的样本在样本规模与环境纯净度方面有何差异？

主要发现

• 在636个CIG星系中，使用1 Mpc内测光数据时，有426个满足CIG孤立性标准，但其中50%的检测到的邻近星系为背景星系。
• 在411个具有红移数据的星系中，有347个符合修订后的标准（|Δv| ≤ 500 km s⁻¹），使原始AMIGA样本规模减少约20%。
• 约92%的径向速度与中心CIG星系相近的邻近星系未被CIG标准视为伴星，表明原始孤立性定义存在重大缺陷。
• 修订后样本的局部数密度与潮汐强度值显著低于成对、三元组、致密星系群及星系团等密集环境中的星系。
• 使用光谱数据可有效过滤掉测光分析中未检测到的非物理背景伴星，从而提升孤立性量化的准确性。
• 基于测光红移的上限估计识别出103个CIG星系，在1 Mpc范围内且|Δv| ≤ 500 km s⁻¹内无潜在伴星，增强了其孤立状态的可信度。