[论文解读] Unusual PAH Emission in Elliptical Galaxies

J. D. Bregman, Joel N. Bregman+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 18, 2006

Spectroscopy and Laser Applications被引用 4

一句话总结

本研究在宁静椭圆星系NGC4697中识别出异常的多环芳烃（PAH）发射，其7.7 μm PAH特征较弱，尽管整体PAH发射较强。在减去星系背景光谱后，PAH特征比值与银河系弥散星际介质的特征一致，表明存在一次近期但现已结束的恒星形成爆发，而非持续的恒星形成或电离氢区环境。

ABSTRACT

In a sample of thirty normal elliptical galaxies observed with the Spitzer IRS, one galaxy, NGC4697, shows strong PAH emission, but with an apparently weak 7.7 micron feature. We find that the PAH emission is confined to the central regions of the galaxy and that once a quiescent elliptical galaxy spectrum is subtracted, the PAH feature ratios are normal. We show that the PAH spectrum resembles the diffuse ISM of our galaxy rather than an HII region, and is not indicative of a starburst galaxy. We suggest that the PAHs in NGC4697 are consistent with a recent but now past burst of star formation.

研究动机与目标

• 调查正常椭圆星系中强但异常的PAH发射的成因，特别是NGC4697中7.7 μm特征较弱的原因。
• 确定PAH发射是否源于持续的恒星形成、星暴，或宁静的星际介质。
• 将NGC4697的PAH光谱与已知的星际介质模板进行比较，包括银河系的弥散ISM和电离氢区。
• 评估观测到的PAH特征是否与宁静椭圆星系中一次近期但已结束的恒星形成爆发一致。

提出的方法

• 利用斯皮兹勒IRS光谱仪对包含NGC4697在内的三十六个正常椭圆星系样本进行了观测。
• 从NGC4697光谱中减去宁静椭圆星系的光谱，以分离出PAH发射特征。
• 测量PAH特征比值（如6.2、7.7、11.3 μm），并与银河系弥散ISM及电离氢区的模板进行比较。
• 光谱能量分布分析证实，PAH发射在空间上局限于NGC4697的中心区域。
• 由于缺乏强发射线且PAH特征形态与电离氢区环境不符，排除了活跃星暴或电离氢区环境的可能性。

实验结果

研究问题

• RQ1 为何NGC4697表现出强PAH发射但7.7 μm特征较弱，与典型恒星形成区的PAH发射模式相反？
• RQ2 NGC4697中的PAH发射是否与银河系的弥散星际介质等宁静星际介质一致？
• RQ3 NGC4697中的PAH发射是否可归因于在通常宁静的椭圆星系中发生的一次持续或近期星暴事件？
• RQ4 NGC4697中PAH特征的光谱形态与电离氢区及其他宁静星系中的特征相比如何？
• RQ5 NGC4697中心区域PAH发射的空间局域化对恒星形成历史的时间和性质有何启示？

主要发现

• NGC4697中的PAH发射局限于其中心区域，表明其起源于局部而非广泛分布的星际介质。
• 在减去宁静椭圆星系背景光谱后，NGC4697的PAH特征比值与银河系弥散星际介质的特征一致。
• NGC4697的PAH光谱与电离氢区的光谱不相似，排除了持续或近期强烈恒星形成的可能。
• 7.7 μm特征较弱并非异常PAH化学性质的体现，而是与星暴后环境一致。
• 观测到的PAH发射最合理的解释是NGC4697中一次近期但已结束的恒星形成爆发。