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z~0.6 处的团块星系:运动学、稳定性及与其他红移处类似天体的比较

宇宙学与河外天体物理 2015-05-18 v1

摘要

遥远的团块星系被认为是金斯不稳定性盘,并且是本地星系形成的重要通道,正如最近对 z~2 星系的空间分辨运动学观测所表明的那样。我研究了 z~0.6 处团块星系的运动学,并将其性质与更高和更低红移处的对应天体进行了比较。我从发射线中等质量星系 IMAGES 的代表性样本中,选取了 11 个 z~0.6 处的团块星系样本。选择基于 HST/ACS 图像的静止系紫外形态,模拟了更高红移处常用的选择标准。它们的空间分辨运动学是在 IMAGES 巡天框架内,使用 VLT/FLAMES-GIRAFFE 多积分场光谱仪推导得出的。对于那些显示大尺度旋转的星系,我推导了 Toomre Q 参数,该参数表征了其气体和恒星相的稳定性。我发现,在 z~0.6 处,紫外选择的团块星系的比例为 20+/-12%。其中大约一半(45+/-30%)具有复杂的运动学,与金斯不稳定性盘不一致,而剩下的一半(55+/-30%)则显示出大尺度旋转。后者显示出稳定的气体相,但其恒星相的贡献使它们在整体上对团块形成不稳定。团块星系在 z~0.6 处似乎比在 z~2 处更不稳定,这可以解释为什么紫外团块倾向于在 z~0.6 团块星系的静止系光学图像中消失,这与 z~2 团块星系相反,在后者的恒星相可以显著碎裂。这表明前者对应于叠加在更平滑质量分布上的斑块状恒星形成区域。驱动团块形成的一个可能且普遍的情景依赖于穿透团块星系所在暗物质晕的冷流引起的不稳定性。虽然这种气体吸积过程预计在质量较大的 z~2 晕中很重要,但也预计在类似的 z~0.6 晕中会受到强烈抑制,这可以解释为什么最低红移的团块星系似乎由不同的机制驱动。相反,我发现相互作用可能是导致 z<1 处团块星系形成的主要驱动因素。我认为 z>1 处团块星系的本质仍然更不确定。虽然冷流可能是 z~2 处的一个重要驱动因素,但我也认为,在 z=2 和 z=3 之间观测到的和累积的并合比例足够大,以至于每个 z~2 星系都可能是过去 10 亿年内发生的并合的结果。我的结论是,排除并合作为从 z~2 到 z=0 星系演化的普遍驱动因素还为时过早。

关键词

引用

@article{arxiv.1003.3116,
  title  = {Clumpy galaxies at z~0.6: kinematics, stability, and comparison with analogs at other redshifts},
  author = {M. Puech},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1003.3116},
  year   = {2015}
}

备注

Accepted for publication in MNRAS. 14 pages, 2 figures.