Formation of compact elliptical galaxies with integral field spectrosocpy

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K03622
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 16010:Astronomy-related
• Research Institution: National Astronomical Observatory of Japan
• Principal Investigator: Onodera Masato 国立天文台, ハワイ観測所, 助教 (40778396)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 銀河進化 / 銀河 / 観測天文学 / 銀河天文学

Outline of Final Research Achievements

We investigated compact star-forming galaxies at z=0.4, regarding them as analogs of distant compact galaxies at z>2, by using integral field spectroscopy. We detected Hα emission lines across the entire extent of the sample galaxies and found that ionized gas rotates at around 200 km/s even in compact galaxies without clear disk components. The sample galaxies exhibited high star formation rates, velocity dispersions, and [NII]/Hα emission line ratios as well as a broad emission line component in some cases, indicating the presence of gas outflows or active galactic nuclei. These findings suggest that massive compact star-forming galaxies, despite their active star formation, may be on an evolutionary path where star formation is being quenched, and evolving into elliptical galaxies.

Free Research Field

銀河天文学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

可視光画像で見ると、本研究で調査したコンパクトな星形成銀河は明らかな円盤構造を持たないが、電離ガスを調べると回転運動を示すことがわかった。楕円銀河では速度分散が大きなランダム運動が卓越しているものが多いが、回転運動からランダム運動への遷移についての示唆を与えるものである。本研究で対象とした大質量コンパクト星形成銀河は赤方偏移0.4ではきわめて稀である一方、より遠方の赤方偏移2以上では観測が困難ではあるが普遍的である。このことから、近傍宇宙でのケーススタディに留まらず、宇宙の星形成活動が最も活発だった時代における銀河形成シナリオの理解にもつながるという点で学術的意義がある。