Environmental Effect on Gaseous Disks of the Virgo Spirals

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1 Environmental Effect on Gaseous Disks of the Virgo Spirals
中西　裕之（東大天文センター） 共同研究者：久野（ＮＲＯ）、祖父江・小野寺・ 江草（東大天文センター)、佐藤・徂徠（北大）、 塩谷（東北大）、濤崎（ぐんま天文台）、 廣田（東大理）、中井（筑波大）

2 ＣＯＮＴＥＮＴＳ はじめに： おとめ座銀河団について ＮＲＯ４５ｍ ＣＯ観測 ガスディスクに見られる環境効果
はじめに：　おとめ座銀河団について ＮＲＯ４５ｍ　ＣＯ観測 ガスディスクに見られる環境効果 ALMAへ向けて：銀河団研究への可能性 まとめ

3 はじめに

4 おとめ座銀河団の概要 距離16.1Mpc Ferrarese et al. 1996 最も近い銀河団 No. E/S0 66
No. S/Ir 91 σv = 715 km/s Rvir = 730 kpc Tully et al. 1996 約４°

5 ガスディスクの研究1 ＨＩ観測 Helou et al. 1981 @ Arecibo → 銀河団中心に近い
　 Warmels WSRT 　 Cayatte et al. VLA 　→ 銀河団中心に近い 　　　　ほどＨＩガスが少ない 　logMHI (isolated) = logDHo 　 HI def = logMHI(isolated) – logMHI (actual) (Giovanelli & Haynes, 1983)

6 ガスの剥ぎ取り効果 Ram Pressure Stripping 銀河間には希薄な高温ガス ← Ｘ線による観測
←　Ｘ線による観測 Böhringer et al. 1994 η = fICM/fgrav = (nICM/nISM)(V/Vrot)2cosαsinα → η >1 → ram pressure stripping

7 ガスディスクの研究２ COガス観測 Kenney & Young 1988 @ FCRAO COガスディスクはあまり 影響を受けていない
Nishiyama et al @ NRO45m Sofue et al @ NMA COガスディスクはあまり 影響を受けていない

8 分子ガス比fmol から探ってみる 未解決問題 ram圧はディスクの内側まで効いているのか？ 観測事実
　・ディスク外縁部でＨＩガスは剥ぎ取られている 　・ＣＯガスはほとんど変化無い 解釈 　１．ポテンシャルの浅いディスク外縁部だけガスが 剥ぎ取られた。内側は普通。 　 ２．内側のディスクまでram圧が効いているが、 　　 　ＣＯガスにはram圧が効かない 分子ガス比fmol から探ってみる

9 分子ガス比 fmol Elmegreen 1993 Honma et al. 1995 Kuno et al. 1995
　　分子ガス比fmol＝MH2/(MH2+MHI) 　はガス密度ρ, 金属量Z, UV強 　　度Uの３パラメータで決まる Honma et al. 1995 　 Kuno et al. 1995 　・上のモデルを実際の銀河に応用 　・ある半径で分子ガス優勢から 　　HIガス優勢へ→　molecular front 　・フィールド銀河では 　　fmolはρの一価関数　 M51 Model

10 おとめ座銀河団銀河へ応用 HIデータと比較可能なCOデータが必要 ・VLA C-array HIデータが現時点で高分解
仮説１． 　ポテンシャルの浅いディスク外縁部だけガスが 剥ぎ取られ、内側は普通。 →　Elmegreenモデルで再現できるはず 仮説２． 　内側のディスクまでram圧が効いているが、 　ＣＯガスにはram圧が効かない →　 Elmegreenモデルで再現できず、異常に高い 　　　fmolが見られるはず HIデータと比較可能なCOデータが必要 　・VLA　C-array HIデータが現時点で高分解 　　能データ（20”前後）　 　　→　NRO45m＠１１５GHｚ　とちょうど良い 　・BEARSでマッピング観測　 　　→　銀河ディスクの各点で比較可能

11 ＮＲＯ４５ｍ　BEARS　 ＣＯ観測

12 観測の概要 装置： ＮＲＯ45ｍ＋ＢＥＡＲＳ 分解能： 15”（1.2kpc @ Virgo) 視野： 4’x 4’ or 4’x 8’
装置：　ＮＲＯ45ｍ＋ＢＥＡＲＳ Virgo) 視野： 4’x 4’ or 4’x 8’ 観測天体： NGC 4192, 4212, 4254, 4402, 4419, 4535, 4536, 4569, 4579, 4654, 4689 観測期間：　 　 2002年12月-2004年１月

13 結果/ＣＯデータ CO images CO atlas

14 H2 v.s. HI （N4254) HI＆CO Σtot. Gas - fmol 普通のfmol曲線
fmolはΣtot. Gasの一価関数

15 H2 v.s. HI （N4569) HI＆CO Σtot. Gas - fmol 異常fmol
N4254におけるΣtot. Gas一fmolプロットを最小値として上方に分散

16 H2 v.s. HI （N4402) HI＆CO Σtot. Gas - fmol 異常fmol

17 H2 v.s. HI （N4579) HI＆CO Σtot. Gas - fmol 異常fmol

18 fmol異常の解釈 H2比の増加 ガスの圧縮 ガスの減少 H2比の減少 標準的なfmolを示す NGC４２５４
（ＨＩ stripping, 分子ガス生成） ガスの減少 ガスの圧縮 H2比の減少 （H2の解離） 標準的なfmolを示す NGC４２５４

19 fmol異常の解釈 これら異常fmolは 銀河中心の分子ガス 優勢領域で HIガスの剥ぎ取りが 起こっている証拠
Ｎ４４０２　　　　　　　　　Ｎ４５６９　　　　　　　　　Ｎ４５７９ これら異常fmolは 銀河中心の分子ガス 優勢領域で HIガスの剥ぎ取りが 起こっている証拠 N４２５４

20 ALMAへ向けて ALMAでのz=0.３以遠 の銀河団銀河 CO観測が重要
遠方銀河団における環境効果の観測的研究 　・z～0.3より遠方で青い銀河が多い（Butcher & Oemler　1978） 　　　例外的にかみのけ座銀河団にもある（先週NMAにてCO(J=1-0)観測） 　　→ram圧による星形成の誘発の可能性（Bothun & Dressler 1986） 　・仮説「Ram圧 → ガス密度増大 → 星形成の誘発」の検証 　 明らかにすべきこと 星形成の直接原因＝高密度分子ガスの存在の有無 　　Σgas - fmolプロットから　ガス圧縮の有無（この場合ＨＩも必要） 　　観測の要請 　　z=0.３以遠の銀河団CO観測を1kpc程度の分解能で観測 　　するためには、０．１”台の分解能が必要 ALMAでのz=0.３以遠 の銀河団銀河 CO観測が重要

21 まとめ NRO４５ｍを用いておとめ座銀河団の１１銀河をCO(J=1-0)観測を行った
４銀河についてHIデータと合わせ、Σgasーfmolプロ 　ットを行い、異常fmolを示す銀河があることを示した 剥ぎ取り効果を受けない内側のCOディスクにおいてHIガスが剥ぎ取られている証拠をつかんだ ALMAを用いて遠方銀河団における環境効果について調べることが重要と考える