[论文解读] The Hamburg/SAO survey for low metallicity blue compact/HII-galaxies (HSS-LM). I. The first list of 46 strong-lined galaxies

A. V. Ugryumov, D. Engels+4 more|ArXiv.org|Sep 24, 2002

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 68被引用 19

一句话总结

本论文基于汉堡/SAO低金属量调查（HSS-LM）的目视棱镜光谱，首次列出了46个强发射线的蓝致密/电离区星系（BCGs），并通过6米望远镜光谱确认。该调查成功识别出四颗极低金属量星系（Z ≤ 1/20 Z⊙），包括三颗新发现，其氧丰度范围为12+log(O/H) = 7.42至8.40，证明了其在寻找适合研究早期星系演化的低金属量系统方面具有高效率。

ABSTRACT

We present the description and the first results of a new project devoted to the search for extremely metal-deficient blue compact/HII-galaxies (BCGs) and to the creation of a well selected large BCG sample with strong emission lines. Such galaxies should be suitable for reliable determination of their oxygen abundance through the measurement of the faint [OIII]4363A line. The goals of the project are two-fold: a) to discover a significant number of new extremely metal-poor galaxies (Z <= 1/20 Zo), and b) to study the metallicity distribution of local BCGs. Selection of candidates for follow-up slit spectroscopy is performed on the database of objective prism spectra of the Hamburg Quasar Survey. The sky region is limited by delta >= 0 deg. and b^ii <= -30 deg. In this paper we present the results of the follow-up spectroscopy conducted with the Russian 6m telescope. The list of observed candidates contained 52 objects, of which 46 were confirmed as strong-lined BCGs (EW([OIII]5007) >= 100 A). The remaining five lower excitation ELGs include three BCGs, and two galaxies classified as SBN (Starburst Nucleus) and DANS (Dwarf Amorphous Nucleus Starburst). One object is identified as a quasar with a strong Ly_alpha emission line near 5000 A (z~3). We provide a list with coordinates, measured radial velocities, B-magnitudes, equivalent widths EW([OIII]5007) and EW(H_beta) and for the 46 strong-lined BCGs the derived oxygen abundances 12+log(O/H). The abundances range between 7.42 and 8.4 (corresponding to metallicities between 1/30 and 1/3 Zo). The sample contains four galaxies with Z < 1/20 Zo, of which three are new discoveries.

研究动机与目标

• 通过针对低金属量蓝致密/电离区星系（BCGs）的定向调查，发现大量极低金属量星系（Z ≤ 1/20 Z⊙）。
• 创建一个经过良好筛选、规模较大的强发射线BCG样本，以便通过[O III] λ4363线可靠地测定氧丰度。
• 研究本地BCGs的金属量分布，特别关注最稀有、最缺金属的样本。
• 通过利用汉堡类星体调查的目视棱镜数据库和后续光谱观测，提高识别低金属量星系的效率。

提出的方法

• 从汉堡类星体调查的目视棱镜光谱数据库中筛选候选BCGs，限定范围为δ ≥ 0° 且 bII ≤ -30°。
• 利用俄罗斯科学院高加索特殊天文台的6米望远镜进行后续光谱观测。
• 测量径向速度、B星等、[O III] λ5007和Hβ发射线的等效宽度（EW），并通过[O III] λ4363线的直接法推导氧丰度。
• 利用NED数据和Schlegel等人（1998）的尘埃消光图进行消光修正。
• 基于发射线特性对非BCG天体进行分类，包括识别SBN、DANS星系和类星体。
• 使用12+log(O/H)标度量化金属量，其值由[O III] λ4363线的流量以及[O III] λ5007与Hβ的比值推导得出。

实验结果

研究问题

• RQ1 汉堡/SAO调查在结合目视棱镜筛选与后续光谱观测时，识别极低金属量BCGs（Z ≤ 1/20 Z⊙）的效率如何？
• RQ2 本地BCGs的金属量分布，特别是强发射线系统，与已知样本相比如何？这揭示了其演化状态的哪些信息？
• RQ3 哪些发射线特性（如[O III] λ5007的等效宽度、径向速度、B星等）最能区分强发射线BCGs与低激发或非BCG系统？
• RQ4 能否在暗弱发射线星系中可靠测量[O III] λ4363线，以实现通过直接法准确测定氧丰度？
• RQ5 调查天空区域中包含极端缺金属BCGs的比例是多少？与以往调查相比如何？

主要发现

• 调查确认了46个强发射线BCGs，其[O III] λ5007等效宽度 ≥ 100 Å，满足高激发系统的首要筛选标准。
• 推导出的氧丰度（12+log(O/H)）范围为7.42至8.40，对应金属量在太阳金属量的1/30至1/3之间（Z⊙）。
• 四颗星系的金属量 ≤ 1/20 Z⊙，其中三颗为新发现，证实了该调查在发现极低金属量系统方面的高效率。
• 46个BCGs的径向速度范围为500至19,000 km s⁻¹，中位数约为6,400 km s⁻¹，表明其红移分布广泛。
• 确认的BCGs的典型B星等在17.0至18.0之间，与矮星系群体一致。
• 识别出五个非BCG天体：三颗被归类为低激发BCGs，两颗为SBN或DANS星系，一颗为高红移类星体（z ~ 3），在λ5000 Å附近具有强Lyα发射线。