G. Orellana, N. M. Nagar D. Elbaz, P. Calderón-Castillo, R. Leiton, E. Ibar, B. Magnelli, E. Daddi, H. Messias, P. Cerulo, R. Slater
Published 2017-03-28, 24 pages, 28 figures, 6 tables, Accepted for publication in A&A
We aim to characterize the relationship between dust properties. We also aimto provide equations to estimate accurate dust properties from limitedobservational datasets. We assemble a sample of 1,630 nearby (z<0.1) galaxies-over a large range ofMstar, SFR - with multi-wavelength observations available from wise, iras,planck and/or SCUBA. The characterization of dust emission comes from SEDfitting using Draine & Li dust models, which we parametrize using twocomponents (warm and cold ). The subsample of these galaxies with globalmeasurements of CO and/or HI are used to explore the molecular and/or atomicgas content of the galaxies. The total Lir, Mdust and dust temperature of the cold component (Tc) form aplane that we refer to as the dust plane. A galaxy's sSFR drives its positionon the dust plane: starburst galaxies show higher Lir, Mdust and Tc compared toMain Sequence and passive galaxies. Starburst galaxies also show higherspecific Mdust (Mdust/Mstar) and specific Mgas (Mgas/Mstar). The Mdust is moreclosely correlated with the total Mgas (atomic plus molecular) than with theindividual components. Our multi wavelength data allows us to define severalequations to estimate Lir, Mdust and Tc from one or two monochromaticluminosities in the infrared and/or sub-millimeter. We estimate the dust mass and infrared luminosity from a single monochromaticluminosity within the R-J tail of the dust emission, with errors of 0.12 and0.20dex, respectively. These errors are reduced to 0.05 and 0.10 dex,respectively, if the Tc is used. The Mdust is correlated with the total Mism(Mism \propto Mdust^0.7). For galaxies with Mstar 8.5<log(Mstar/Msun) < 11.9,the conversion factor \alpha_850mum shows a large scatter (rms=0.29dex). The SFmode of a galaxy shows a correlation with both the Mgass and Mdust: highMdust/Mstar galaxies are gas-rich and show the highest SFRs.
Published 2017-03-30, 31 pages, 22 figures(40 images), accepted by ApJ
We surveyed a central 0.6 deg^2 region of Abell 1367 cluster for extendedionized gas clouds (EIGs) using the Subaru prime-focus camera (Suprime-Cam)with a narrow-band filter that covers Halpha. We discovered six new EIGs inaddition to five known EIGs. We also found that the Halpha tail from the blueinfalling group (BIG) is extended to about 330 kpc in projected distance, whichis about twice longer than previously reported. Candidates of star-formingblobs in the tail are detected. The properties of the EIG parent galaxies inAbell 1367 basically resemble those in the Coma cluster. A noticeabledifference is that the number of detached EIGs is significantly fewer in Abell1367, while the fraction of blue member galaxies is higher. The results suggesta difference in the evolutionary stage of the clusters; Abell 1367 is at anearlier stage than the Coma cluster.
На японском телескопе SUBARU проведена глубокая фотометрия скопления Abell 1367 в узкополосном
фильтре, центрированном на эмиссию $H\alpha$. Найдено шесть новых протяженных областей эмиссии
$H\alpha$, в дополнение к пяти известным ранее. Только две области из всех не связаны с какой-либо
галактикой (“orphan”); остальные похожи на свежевыдутый из дисковых галактик газ. Авторы спекулируют,
что скопление Abell 1367 динамически молодо и только “собирает” свои галактики; при первом проходе
аккрецируемые дисковые галактики и могут терять свой теплый газ за счет лобового давления горячей
межгалактической среды.
Thomas E. Collett, Elizabeth Buckley-Geer, Huan Lin, David Bacon, Robert C. Nichol, Brian Nord, Xan Morice-Atkinson, Adam Amara, Simon Birrer, Nikolay Kuropatkin, Anupreeta More, Casey Papovich, Kathy K. Romer, Nicolas Tessore, Tim M. C. Abbott, Sahar Allam, James Annis, Aurélien Benoit-Lévy, David Brooks, David L. Burke, Matias Carrasco Kind, Francisco Javier J. Castander, Chris B. D'Andrea, Luiz N. da Costa, Shantanu Desai, H. Thomas Diehl, Peter Doel, Tim F. Eifler, Brenna Flaugher, Josh Frieman, David W. Gerdes, Daniel A. Goldstein, Daniel Gruen, Julia Gschwend, Gaston Gutierrez, David J. James, Kyler Kuehn, Steve Kuhlmann, Ofer Lahav, Ting S. Li, Marcos Lima, Marcio A. G. Maia, Marisa March, Jennifer L. Marshall, Paul Martini, Peter Melchior, Ramon Miquel, Andrés A. Plazas, Eli S. Rykoff, Eusebio Sanchez, Vic Scarpine, Rafe Schindler, Michael Schubnell, Ignacio Sevilla-Noarbe, Mathew Smith, Flavia Sobreira, Eric Suchyta, Molly E. C. Swanson, Gregory Tarle, Douglas L. Tucker, Alistair R. Walker
Published 2017-03-24, 13 Pages. Accepted for publication in ApJ
We report on SPT-CLJ2011-5228, a giant system of arcs created by a cluster at$z=1.06$. The arc system is notable for the presence of a bright central image.The source is a Lyman Break galaxy at $z_s=2.39$ and the mass enclosed withinthe 14 arc second radius Einstein ring is $10^{14.2}$ solar masses. We performa full light profile reconstruction of the lensed images to precisely infer theparameters of the mass distribution. The brightness of the central imagedemands that the central total density profile of the lens be shallow. Byfitting the dark matter as a generalized Navarro-Frenk-White profile---with afree parameter for the inner density slope---we find that the break radius is$270^{+48}_{-76}$ kpc, and that the inner density falls with radius to thepower $-0.38\pm0.04$ at 68 percent confidence. Such a shallow profile is instrong tension with our understanding of relaxed cold dark matter halos; darkmatter only simulations predict the inner density should fall as $r^{-1}$. Thetension can be alleviated if this cluster is in fact a merger; a two halo modelcan also reconstruct the data, with both clumps (density going as $r^{-0.8}$and $r^{-1.0}$) much more consistent with predictions from dark matter onlysimulations. At the resolution of our Dark Energy Survey imaging, we are unableto choose between these two models, but we make predictions for forthcomingHubble Space Telescope imaging that will decisively distinguish between them.
На изображении далекого скопления на $z=1.06$ видны голубые дуги - проявление сильного
гравитационного линзирования галактики заднего фона. Есть также такая редкая деталь,
как центральное изображение линзированного объекта. В данной работе представлены:
качественная картинка в нескольких цветах, полученная в рамках проекта DES; спектры GMOS
пяти галактик скопления, включая центральную, и трех дуг, которые позволили с высокой
точностью измерить красное смещение скопления ($z=1.06$) и линзируемой галактики ($z=2.39$);
модель гравитационной линзы, воспроизводящая наблюдаемую картинку. В модели распределение
гравитирующей массы скопления задавалось “обобщенным законом Наварро-Френк-Вайта”, где
наклон центральной части профиля плотности был свободным параметром. Подгонка модели
к наблюдениям дала значение этого свободного параметра равным -0.4 с высокой точностью,
что исключает стандартный закон Наварро_Френк_Уайта, где этот наклон равен -1.0. Таким
образом, проблема с изотермичными сердцевинами темных гало, не воспроизводимыми в численных
симуляциях коллапса холодной темной материи, проблема, ранее отмечавшаяся в карликовых
галактиках, перешла на масштаб скоплений галактик (масса $2 \cdot 10^{14}$ $M_\odot$).
Vicent Quilis, Susana Planelles, Elena Ricciardelli
Published 2017-03-28, 17 pages, 12 figures, accepted for publication in MNRAS
We study how the gas in a sample of galaxies (M* > 10e9 Msun) in clusters,obtained in a cosmological simulation, is affected by the interaction with theintra-cluster medium (ICM). The dynamical state of each elemental parcel of gasis studied using the total energy. At z ~ 2, the galaxies in the simulation areevenly distributed within clusters, moving later on towards more centrallocations. In this process, gas from the ICM is accreted and mixed with the gasin the galactic halo. Simultaneously, the interaction with the environmentremoves part of the gas. A characteristic stellar mass around M* ~ 10e10 Msunappears as a threshold marking two differentiated behaviours. Below this mass,galaxies are located at the external part of clusters and have eccentricorbits. The effect of the interaction with the environment is marginal. Above,galaxies are mainly located at the inner part of clusters with mostly radialorbits with low velocities. In these massive systems, part of the gas, stronglycorrelated with the stellar mass of the galaxy, is removed. The amount ofremoved gas is sub-dominant compared with the quantity of retained gas which iscontinuously influenced by the hot gas coming from the ICM. The analysis ofindividual galaxies reveals the existence of a complex pattern of flows,turbulence and a constant fuelling of gas to the hot corona from the ICM thatcould make the global effect of the interaction of galaxies with theirenvironment to be substantially less dramatic than previously expected.
В статье представлены весьма утонченные расчеты эволюции скопления галактик в рамках
стандарной космологической модели. Используемый код с адаптивным уменьшением масштаба -
чтобы отследить ударные волны в газе - показал, что взаимодействие межгалактической среды
с собственным газом падающих в скопление спиральных галактик - существенно более сложный
процесс, чем думалось раньше. В частности, сильная турбулентность в межгалактической
среде и “соревнующиеся” лобовое давление и аккреция горячего газа межгалактической среды
на индивидуальные гало галактик в результате сокращает до незначительной потерю газа
галактикой; большая часть газа галактик остается гравитационной связанной с ними, хотя
и может переходить в горячую фазу.
Carlos J. Vargas, George Heald, Rene A. M. Walterbos, Filippo Fraternali, Maria T. Patterson, Richard J. Rand, Gyula I. G. Jozsa, Gianfranco Gentile, Paolo Serra
Published 2017-03-27, Accepted for Publication in ApJ, 18 pages, 11 figures
We use new deep 21 cm HI observations of the moderately inclined galaxy NGC4559 in the HALOGAS survey to investigate the properties of extra-planar gas.We use TiRiFiC to construct simulated data cubes to match the HI observations.We find that a thick disk component of scale height $\sim\,2\,\mathrm{kpc}$,characterized by a negative vertical gradient in its rotation velocity (lag) of$\sim13 \pm 5$ km s$^{-1}$ kpc$^{-1}$ is an adequate fit to extra-planar gasfeatures. The tilted ring models also present evidence for a decrease in themagnitude of the lag outside of $R_{25}$, and a radial inflow of $\sim 10$ kms$^{-1}$. We extracted lagging extra-planar gas through Gaussian velocityprofile fitting. From both the 3D models and and extraction analyses weconclude that $\sim10-20\%$ of the total {\HI} mass is extra-planar. Most ofthe extra-planar gas is spatially coincident with regions of star formation inspiral arms, as traced by H$\alpha$ and GALEX FUV images, so it is likely dueto star formation processes driving a galactic fountain. We also find thesignature of a filament of a kinematically "forbidden" HI, containing $\sim1.4\times 10^{6}$ M$_{\odot}$ of HI, and discuss its potential relationship toa nearby HI hole. We discover a previously undetected dwarf galaxy in HIlocated $\sim 0.4^{\circ}$ ($\sim 58$ kpc) from the center of NGC 4559,containing $\sim 4\times10^{5}$ M$_{\odot}$. This dwarf has counterpart sourcesin SDSS with spectra typical of HII regions, and we conclude it is two mergingblue compact dwarf galaxies.
В галактике позднего типа, видимой НЕ с ребра, измерены, с высокой чувствительностью и разрешением
около 30 секунд дуги, распределение и поле скоростей нейтрального водорода в линии 21 см. Обнаружено,
что существует заметный компонент с замедленным вращением, который авторы отождествляют с толстым
газовым диском (вертикальный масштаб около 2 кпк). Модельный подход позволяет “вытащить” поле плотности
и скорости только для этого толстого диска. Он оказывается довольно комковатым, и области повышенной
плотности располагаются над областями звездообразования тонкого диска. Сделан вывод, что толстый
диск нейтрального водорода порожден “галактическими фонтанами” - выбросами из областей звездообразования
в результате впрыска в газ тонкого диска энергии звездного ветра массивных звезд и вспышек сверхновых.
M. Novak, V. Smolcic, J. Delhaize, I. Delvecchio, G. Zamorani, N. Baran, M. Bondi, P. Capak, C. L. Carilli, P. Ciliegi, F. Civano, O. Ilbert, A. Karim, C. Laigle, O. Le Fevre, S. Marchesi, H. McCracken, O. Miettinen, M. Salvato, M. Sargent, E. Schinnerer, L. Tasca
Published 2017-03-28, 18 pages, 8 figures, 2 tables, accepted for publication in A&A
We make use of the deep Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) COSMOS radioobservations at 3 GHz to infer radio luminosity functions of star-forminggalaxies up to redshifts of z~5 based on approximately 6000 detections withreliable optical counterparts. This is currently the largest radio-selectedsample available out to z~5 across an area of 2 square degrees with asensitivity of rms=2.3 ujy/beam. By fixing the faint and bright end shape ofthe radio luminosity function to the local values, we find a strong redshifttrend that can be fitted with a pure luminosity evolution L~(1+z)^{(3.16 +-0.2)-(0.32 +- 0.07) z}. We estimate star formation rates (SFRs) from our radioluminosities using an infrared (IR)-radio correlation that is redshiftdependent. By integrating the parametric fits of the evolved luminosityfunction we calculate the cosmic SFR density (SFRD) history since z~5. Our datasuggest that the SFRD history peaks between 2<z<3 and that the ultraluminousinfrared galaxies (ULIRGs; 100 Msol/yr<SFR<1000 Msol/yr) contribute up to ~25%to the total SFRD in the same redshift range. Hyperluminous infrared galaxies(HyLIRGs; SFR>1000 Msol/yr) contribute an additional <2% in the entire observedredshift range. We find evidence of a potential underestimation of SFRD basedon ultraviolet (UV) rest-frame observations of Lyman break galaxies (LBGs) athigh redshifts (z>4) on the order of 15-20%, owing to appreciable starformation in highly dust-obscured galaxies, which might remain undetected insuch UV observations.
Представлены результаты высокочувствительного обзора площадки COSMOS (2 кв. градуса) в радиоконтинууме,
происхождение которого - синхротрон от сверхновых. Потоки в радиоконтинууме хорошо калиброваны с
интенсивностью звездообразования, и в рамках представляемого обзора удалось с субсекундным пространственным
разрешением померять темпы звездообразования в ~6000 галактик вплоть до красного смещения 5. Посчитана
и представлена новая “космическая история звездообразования” - изменение со временем суммарного
звездообразования в единице объема Вселенной. История оказалась существенно более плоской (постоянной)
в интервале красных смещений от 2 до 5. Авторы считают, что это потому, что на их измерениях никак
не сказывается поглощение пылью - в отличие, например, от ультрафиолетовых потоков.
S. F. Sánchez, J. K. Barrera-Ballesteros, L. Sánchez-Menguiano, C. J. Walcher, R. A. Marino, L. Galbany, J. Bland-Hawthorn, M. Cano-Diaz, R. Garcia-Benito, C. López-Cobá, S. Zibetti, J. M. Vilchez, J. Iglésias-Páramo, C. Kehrig, A. R. López Sánchez, S. Duarte Puertas, B. Ziegler
Published 2017-03-28, 22 pages, 9 figures, accepted for publishing in MNRAS
We present an updated version of the mass--metallicity relation (MZR) usingintegral field spectroscopy data obtained from 734 galaxies observed by theCALIFA survey. These unparalleled spatially resolved spectroscopic data allowus to determine the metallicity at the same physical scale ($\mathrm{R_{e}}$)for different calibrators. We obtain MZ relations with similar shapes for allcalibrators, once the scale factors among them are taken into account. We donot find any significant secondary relation of the MZR with either the starformation rate (SFR) or the specific SFR for any of the calibrators used inthis study, based on the analysis of the residuals of the best fitted relation.However we do see a hint for a (s)SFR-dependent deviation of the MZ-relation atlow masses (M$<$10$^{9.5}$M$_\odot$), where our sample is not complete. We arethus unable to confirm the results by Mannucci et al. (2010), although wecannot exclude that this result is due to the differences in the analyseddatasets. In contrast, our results are inconsistent with the results byLara-Lopez et al. (2010), and we can exclude the presence of a SFR-Mass-Oxygenabundance Fundamental Plane. These results agree with previous findingssuggesting that either (1) the secondary relation with the SFR could be inducedby an aperture effect in single fiber/aperture spectroscopic surveys, (2) itcould be related to a local effect confined to the central regions of galaxies,or (3) it is just restricted to the low-mass regime, or a combination of thethree effects.
По результатам обзора CALIFA, а конкретно, по результатам панорамного исследования ионизованного
газа в дисках 612 близких галактик, представлен новый вариант соотношения масса-металличность (обилие
кислорода в газе). Металличность в новом соотношении измеряется на эффективном радиусе; она близка
к средней по всей галактике. Авторы НЕ нашли необходимости вводить еще и зависимость металличности
газа от темпов звездообразования, на чем настаивали целый ряд исследователей последние годы; по их
данным отсутствует как корреляция металличности с темпами звездообразования, так и корреляция отклонений
галактик от средних зависимостей масса-металличность и масса-темпы звездообразования.