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AKARI と Spitzer による 近傍銀河の星間ダストの研究. H. Kaneda (ISAS/JAXA) T. Suzuki, T. Onaka, I. Sakon, T. Nakagawa. 「近傍銀河における、星間ダスト( cool dust/warm dust )、 PAH と、星形成」 (1) Face-on Spiral Galaxy: M101 (2) Edge-on Spiral Galaxies: NGC2841 & NGC2976 (3) Elliptical Galaxies NGC1316 & NGC4589. - PowerPoint PPT Presentation
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AKARI と Spitzer による近傍銀河の星間ダストの研究
H. Kaneda (ISAS/JAXA) T. Suzuki, T. Onaka, I. Sakon, T. Nakagawa
特定領域研究会@名古屋大学 Jun 07 2007
「近傍銀河における、星間ダスト( cool dust/warm dust )、PAH と、星形成」
(1) Face-on Spiral Galaxy: M101(2) Edge-on Spiral Galaxies: NGC2841 & NGC2976(3) Elliptical Galaxies NGC1316 & NGC4589
Schmidt Law Schmidt Law
Empirical relationship Empirical relationship
SFR surface density (∑SFR )SFR surface density (∑SFR )
Global Schmidt Law Global Schmidt Law
∑SFR ∑∝ Ngas, N=1.4 (Kennicutt, 1998)∑SFR ∑∝ Ngas, N=1.4 (Kennicutt, 1998)
Normal spiral galaxies : N ~2Starburst galaxies : N ~ 1
Kennicutt (1998)
Normal
Starburst
N = 1.4
⇔ Gas surface density (∑gas ) ⇔ Gas surface density (∑gas )
(1) Face-on 渦巻銀河のダスト空間分布と星生成Suzuki et al. (2007)
銀河毎 銀河内
M101: AKARI/FIS の観測結果Hippelein et al. 1996ISO 60/100/175 m
AKARI/FIS 65/90/140/160 m
Normal spiral galaxy: M101Normal spiral galaxy: M101M101 銀河内の Schmidt Law を調べる。M101 銀河内の Schmidt Law を調べる。
Cold dust ∑成分 ⇒ gas
Cold dust ∑成分 ⇒ gas
Warm dust ∑成分 ⇒ starWarm dust ∑成分 ⇒ star 仮定 仮定 ① δ 関数的に星形成。 ① δ 関数的に星形成。 ② 星からの Lyα 光子を全て dust が吸収・再放射。 ③ Lwarm は、星形成領域の luminosity に等しい。 ② 星からの Lyα 光子を全て dust が吸収・再放射。 ③ Lwarm は、星形成領域の luminosity に等しい。
( Gas/dust = 280 )
L◎/kpc2 L◎/kpc2
Cold dust Warm dust 10 kpc10 kpc
Giant HII regions
3e+8 3e+8
NGC2841: Sb 8.1 × 3.5 arcmin, i = 68°, P.A. = 148°
2’
2’
NGC2976: Sc 5.9 × 2.7 arcmin i = 61°, P.A. = 142°
Larger optical depths are expected for nearly-edge-on config.
DSS DSS
( 2 ) Edge-on 渦巻銀河のダストリング構造と星形成 Kaneda et al. (2007)
AKARI/FIS images NGC2841 NGC2976
2’
Contours: 95 % - 25 %
peak:82 MJy/str
HI bridge
+2’
peak:58 MJy/str
+
peak:67 MJy/str
+
peak:79 MJy/str
+
peak:24 MJy/str
+
peak:77 MJy/str
+
peak:28 MJy/str
+
peak:62 MJy/str
+
Both have a similar ring/disk structure.
65 m 90 m
140 m 160 m 140 m 160 m
65 m 90 m
Brightness profiles along major axes
Major radius = 4.1 arcmin for NGC2841, 3.0 arcmin for NGC2976
(1)~ optical size(2)no change in position
N160
WL
WS
N60
NGC2841 NGC297645”
de Vaucouleurs et al. 1991
center3.5 kpc 1.4 kpc
SEDs of whole galaxies
R < 3’
銀河の SED
AKARIothers
AKARIothers
T = 23 K T = 30 K
ダスト温度が大きく異なる。 リング構造の起源が異なる?
= 1 assumed
NGC2841 (Sb): exhaustion of dust in bulge? NGC2976 (Sc): dynamical action at the resonance?
NGC2841 NGC2976 Integrated within R = 3’
SEDs of whole galaxies銀河の中間赤外線スペクトルPAHs: indicators of star formation activity 星形成活動が両銀河で大きく異なる。
m mPAHs
Smith et al. 2006
Spitzer/IRS
• Balance between stellar injection & sputtering destruction
dust lifetime 107 yr
LB vs. Mdust (IRAS)
Goudfrooij & de Jong 1995
NGC4696
IC3370
NGC4589
NGC2974
NGC3962NGC1407
NGC1395
107.5 yr
PAH vs. FIR/MIR
PAH とダストに相関?
Kaneda et al. (2005; 2007)(3) 楕円銀河のダスト:高温プラズマとダスト
Kaneda et al. 2005
星形成と無縁? Merger remnant 、過去の活動の痕跡
超過ダストの存在
Smith et al. 2006
AKARI & Spitzer による NGC1316 (Fornax A) の観測
銀河面
NGC1316
Spitzer/IRS
AKARI/IRC
AKARI/FIS on radio
PAHsCO2?
Small PAHs 無。固体 CO2 吸収 過去の中心核活動性と関連? 0.1 Gyr 前に停止
( Kaneda et al. 1995; Iyomoto et al. 1998 )
まとめ (0) 近傍銀河の星間ダストと PAH の観測。
(1) M101 銀河内の inner arm / outer arm / Giant HII regions で、 Schmidt law index が、系統的に異なっている。
(2) NGC2841 & NGC2976 は、よく似たダストリング構造を持つ。 星形成活動性は大きく異なり、リング構造の起源も異なる?
(3) 近傍楕円銀河から PAH を検出、ダストの分布と似ている。 星起源では説明できない。 Recent merger 、 star formation の痕跡?特性が変。高温プラズマか中心核による変質。 (4) AKARI の豊富な撮像バンド、 FIS の高飽和限界、 IRC の 近赤外線分光。 Spitzer の高空間分解能、中間赤外線分光。