AKARI と Spitzer による近傍銀河の星間ダストの研究

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 特定領域研究会＠名古屋大学 Jun 07 2007

Starburst Normal N = 1.4 Kennicutt (1998) (1) Face-on渦巻銀河のダスト空間分布と星生成 Suzuki et al. (2007) Schmidt Law • Empirical relationship SFR surface density (∑SFR ) ⇔ Gas surface density (∑gas ) • Global Schmidt Law ∑SFR∝ ∑Ngas, N=1.4(Kennicutt, 1998) Normal spiral galaxies : N～ 2 Starburst galaxies : N ～1 銀河毎　　　　銀河内

M101: AKARI/FISの観測結果 ISO 60/100/175 mm Hippelein et al. 1996 AKARI/FIS 65/90/140/160 mm

Normal spiral galaxy: M101 M101 銀河内の Schmidt Law を調べる。 Cold dust Warm dust 10 kpc 10 kpc Giant HII regions L◎/kpc2 L◎/kpc2 3e+8 3e+8 Warm dust 成分 ⇒∑star 　仮定　 ① δ関数的に星形成。 Cold dust 成分 ⇒∑gas 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 )

(２) Edge-on渦巻銀河のダストリング構造と星形成 Kaneda et al. (2007) NGC2976: Sc 5.9 × 2.7 arcmin i = 61°, P.A. = 142° NGC2841: Sb 8.1 × 3.5 arcmin, i = 68°, P.A. = 148° DSS DSS 2’ 2’ Larger optical depths are expected for nearly-edge-on config.

AKARI/FIS images NGC2841 NGC2976 Contours: 95 % - 25 % peak:82 MJy/str peak:79 MJy/str peak:67 MJy/str peak:58 MJy/str HI bridge 2’ 2’ + + + + 65 mm 90 mm 65 mm 90 mm peak:28 MJy/str peak:24 MJy/str peak:77 MJy/str peak:62 MJy/str + + + + 140 mm 160 mm 140 mm 160 mm Both have a similar ring/disk structure.

Brightness profiles along major axes NGC2841 NGC2976 45” center 3.5 kpc 1.4 kpc N160 WL WS N60 • ～optical size • no change • in position Major radius = 4.1 arcmin for NGC2841, 3.0 arcmin for NGC2976 de Vaucouleurs et al. 1991

銀河のSED SEDs of whole galaxies NGC2841 NGC2976 Integrated within R = 3’ ダスト温度が大きく異なる。　　　　リング構造の起源が異なる？ R < 3’ AKARI others AKARI others T = 30 K T = 23 K b = 1 assumed NGC2841 (Sb): exhaustion of dust in bulge? NGC2976 (Sc): dynamical action at the resonance?

銀河の中間赤外線スペクトル SEDs of whole galaxies PAHs: indicators of star formation activity 星形成活動が両銀河で大きく異なる。 Spitzer/IRS Smith et al. 2006 PAHs mm mm

(3) 楕円銀河のダスト：高温プラズマとダスト Kaneda et al. (2005; 2007) 星形成と無縁？　　Merger remnant、過去の活動の痕跡 • Balance between stellar injection & sputtering destruction 超過ダストの存在 LB vs. Mdust(IRAS) IC3370 NGC4696 PAH vs. FIR/MIR NGC2974 NGC4589 NGC1395 NGC3962 NGC1407 107.5 yr PAHとダストに相関？ dust lifetime 107 yr Kaneda et al. 2005 Goudfrooij & de Jong 1995

AKARI & SpitzerによるNGC1316 (Fornax A)の観測 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 PAHs （Kaneda et al. 1995; Iyomoto et al. 1998） CO2? AKARI/FIS on radio 銀河面 AKARI/IRC NGC1316 Smith et al. 2006 Spitzer/IRS

　　　　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。

AKARI と Spitzer による近傍銀河の星間ダストの研究