[论文解读] The ionized gas in the CALIFA early-type galaxies I. Mapping two representative cases: NGC 6762 and NGC 5966

C. Kehrig, A. Monreal‐Ibero+19 more|arXiv (Cornell University)|Feb 2, 2012

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 66被引用 74

一句话总结

本研究利用CALIFA巡天的积分场光谱，分析了两个早型星系NGC 6762和NGC 5966中的电离气体，揭示了空间分布均匀的低激发发射，其谱线比率类似LINER。在NGC 6762中，后-AGB恒星的光致电离可解释气体的电离；在NGC 5966中，延伸的电离气体结构表明可能存在电离锥或解耦的旋转盘，需核区源超出后-AGB恒星的贡献。

ABSTRACT

As part of the CALIFA survey, we conducted a thorough 2D analysis of the ionized gas in two E/S0 galaxies, NGC6762 and NGC5966, aiming to shed light on the nature of their warm ionized ISM. We present optical IFS obtained with the PMAS/PPAK spectrophotometer. To recover the nebular lines, we subtracted the underlying stellar continuum from the observed spectra using the STARLIGHT code. In NGC6762, the ionized gas and stellar emission display similar morphologies, while the emission line morphology is elongated in NGC5966, spanning ~6 kpc, and is oriented roughly orthogonal to the major axis of the stellar continuum ellipsoid. Whereas gas and stars are kinematically aligned in NGC6762, the gas is kinematically decoupled from the stars in NGC5966. A decoupled rotating disk or an ionization cone are two possible interpretations of the elongated ionized gas structure in NGC5966. The latter would be the first ionization cone of such a dimension detected within a weak emission-line galaxy. Both galaxies have weak emission-lines relative to the continuum [EW(Ha)< 3 A] and have low excitation, log([OIII]5007/Hb) < 0.5. Based on optical diagnostic ratios ([OIII]5007/Hb,[NII]6584/Ha,[SII]6717,6731/Ha,[OI]6300/Ha), both objects contain a LINER nucleus and an extended LINER-like gas emission. The emission line ratios do not vary significantly with radius or aperture, which indicates that the nebular properties are spatially homogeneous. The gas emission in NGC6762 can be best explained by photoionization by pAGB stars without the need of invoking any other excitation mechanism. In the case of NGC5966, the presence of a nuclear ionizing source seems to be required to shape the elongated gas emission feature in the ionization cone scenario, although ionization by pAGB stars cannot be ruled out.(abridged)

研究动机与目标

• 利用高分辨率空间分辨光谱研究早型星系中暖电离ISM的性质。
• 确定在Hα线较弱的早型星系中导致低激发星云发射的电离源。
• 评估电离锥或动力学解耦气体盘是否可解释早型星系中延伸电离气体形态。
• 检验后-AGB恒星是否足以单独解释宁静早型星系中的电离现象。

提出的方法

• 在卡梅尔阿托天文台使用PMAS/PPAK获取覆盖1角分×1角分区域的光学积分场光谱（3745–7300 Å）。
• 利用STARLIGHT光谱合成代码建模并减去恒星连续谱，以分离纯发射线光谱。
• 测量星云谱线比率（[O iii]λ5007/Hβ、[N ii]λ6584/Hα、[S ii]λ6717,6731/Hα、[O i]λ6300/Hα）以分类电离机制。
• 将观测到的谱线比率与诊断图对比，识别电离源（如LINER、AGN、激波）。
• 分析电离气体与恒星组分之间的空间与运动学对齐，以推断动力学历史。
• 评估电离光度与观测气体发射之间的能量一致性，以约束电离机制。

实验结果

研究问题

• RQ1 NGC 6762和NGC 5966中延伸的、低激发的电离气体的起源是什么？
• RQ2 后-AGB恒星是否足以单独解释这些早型星系中的观测电离，还是需要额外的电离源？
• RQ3 NGC 5966中拉长的电离气体结构最可能由电离锥还是动力学解耦的旋转盘解释？
• RQ4 这些星系中空间分辨的谱线比率与标准电离源诊断图相比如何？
• RQ5 核活动或激波在塑造弱发射线早型星系中电离气体形态方面起什么作用？

主要发现

• NGC 6762和NGC 5966均表现出弱Hα发射，等效宽度≤ 3 Å，且激发度低，表现为log([O iii]λ5007/Hβ) ≤ 0.5。
• 两种星系中谱线比率在空间上均匀，表明大半径范围内电离条件一致。
• 在NGC 6762中，气体与恒星发射在形态和运动学上对齐，支持后-AGB恒星光致电离为占主导的机制。
• 在NGC 5966中，电离气体形成一条约6 kpc长的拉长结构，垂直于恒星主轴，且运动学上解耦，表明其起源于非恒星机制。
• NGC 5966的能量预算表明存在超出后-AGB恒星的额外电离源，可能的核区射电源暗示存在AGN活动。
• NGC 5966中电离锥情景是可能的，这可能是弱发射线星系中首次探测到此类特征。