Environmental quantification and Halpha characterisation of the most isolated galaxies in the local Universe
Quantification de l'environnement et caractérisation Halpha des galaxies les plus isolées de l'Univers local
Résumé
The role of the environment on galaxy evolution is still not fully understood. In order to quantify and set limits on the role of nurture one must identify and study a sample of isolated galaxies. The AMIGA project "Analysis of the Interstellar Medium of Isolated Galaxies" is doing a multi-wavelength study of a large sample of isolated galaxies in order to examine their interstellar medium and star formation activity.
We processed 950 galaxies from the Catalogue of Isolated Galaxies (Karachentseva, 1973) and evaluated their isolation using an automated star-galaxy classification procedure (down to M_B = 17.5) on large digitised POSS-I fields surrounding each isolated galaxy. We defined, compared and discussed various criteria to quantify the degree of isolation for these galaxies: e.g. Karachentseva's revised criterion, local surface density computations, estimation of the external tidal force affecting each isolated galaxy. We find galaxies violating Karachentseva's original criterion, and we define various subsamples of galaxies according to their degree of isolation. Additionally, we sought for the redshifts of the primary and companion galaxies to access the radial dimension and have an accurate three dimensional picture of the surroundings. Finally, we applied our pipeline to triplets, compact groups and clusters and interpret the isolated galaxy population in light of these control samples.
The star formation is known to be affected by the local environment of the galaxies, but the star formation rate also highly depends on the intrinsic interstellar medium features. Disentangling these two effects is still a challenging subject. To address this issue, we observed and gathered photometric data (Halpha narrow- & r Gunn broad-band filters) for 200 spiral galaxies from the Catalogue of Isolated Galaxies which are, by definition, in low-density regions. We subsequently studied the Halpha morphological aspect of the 45 biggest and less inclined galaxies. Using Fast Fourier Transform techniques, we focus on the modes of the spiral arms, quantify the strength of the bars, and we give the torques between the newly formed stars and the bulk of the optical matter. We interpret the various bar and Halpha morphologies observed in terms of the secular evolution experienced by galaxies in isolation. The observed frequency of particular patterns bring constraints on the lifetime of bars, and their fading time-scales. Through numerical simulations, trying to fit the Halpha distributions yields constraints on the star formation law, which is likely to differ from a simple Schmidt law.
We processed 950 galaxies from the Catalogue of Isolated Galaxies (Karachentseva, 1973) and evaluated their isolation using an automated star-galaxy classification procedure (down to M_B = 17.5) on large digitised POSS-I fields surrounding each isolated galaxy. We defined, compared and discussed various criteria to quantify the degree of isolation for these galaxies: e.g. Karachentseva's revised criterion, local surface density computations, estimation of the external tidal force affecting each isolated galaxy. We find galaxies violating Karachentseva's original criterion, and we define various subsamples of galaxies according to their degree of isolation. Additionally, we sought for the redshifts of the primary and companion galaxies to access the radial dimension and have an accurate three dimensional picture of the surroundings. Finally, we applied our pipeline to triplets, compact groups and clusters and interpret the isolated galaxy population in light of these control samples.
The star formation is known to be affected by the local environment of the galaxies, but the star formation rate also highly depends on the intrinsic interstellar medium features. Disentangling these two effects is still a challenging subject. To address this issue, we observed and gathered photometric data (Halpha narrow- & r Gunn broad-band filters) for 200 spiral galaxies from the Catalogue of Isolated Galaxies which are, by definition, in low-density regions. We subsequently studied the Halpha morphological aspect of the 45 biggest and less inclined galaxies. Using Fast Fourier Transform techniques, we focus on the modes of the spiral arms, quantify the strength of the bars, and we give the torques between the newly formed stars and the bulk of the optical matter. We interpret the various bar and Halpha morphologies observed in terms of the secular evolution experienced by galaxies in isolation. The observed frequency of particular patterns bring constraints on the lifetime of bars, and their fading time-scales. Through numerical simulations, trying to fit the Halpha distributions yields constraints on the star formation law, which is likely to differ from a simple Schmidt law.
Le rôle de l'environnement sur l'évolution des galaxies n'est pas encore entièrement connu. Pour quantifier et mettre des limites aux rôles joués par les processus externes, on doit identifier un échantillon de galaxies isolées. Le projet AMIGA ``Analyse du Milieu interstellaire des galaxies isolées'' fait une étude multi-longueur d'ondes d'un grand échantillon de galaxies isolées pour examiner leur milieu interstellaire et l'activité de formation d'étoiles.
Nous avons étudié 950 galaxies en provenance du Catalogue de Galaxies Isolées (Karachentseva, 1973) et évalué leur isolation au moyen d'une procédure de classification automatique de séparation étoile/galaxie (jusqu'à M_B = 17.5) sur de larges champs digitalisés POSS-I autour de chaque galaxie isolée. Nous avons défini, comparé et discuté différents critères pour quantifier le degré d'isolation de ces galaxies, comme la révision du critère de Karachentseva, la densité de surface locale, l'estimation des forces de marées externes affectant chaque galaxie isolée. Nous trouvons des galaxies n'obéissant pas au critère de base de Karachentseva et nous définissons différents sous-échantillons de galaxies selon leurs degrés d'isolation. De plus nous avons cherché les redshifts des galaxies centrales ainsi que ceux de leurs compagnons pour avoir accès à la dimension radiale et ainsi une image en trois dimensions de l'environnement. Enfin, nous avons appliqué nos procédures aux triplets, groupes compacts et amas de galaxies et interprété la population de galaxies isolées à la lumière de ces échantillons de contrôle.
La formation d'étoiles est connue pour être affectée par l'environnement local des galaxies mais le taux de formation d'étoiles dépend aussi grandement des caractéristiques intrinsèques du milieu interstellaire. Séparer ces deux effets reste un problème difficile. Pour solutionner, nous avons observé et compilé des données photométriques pour 200 galaxies spirales issues du Catalogue des Galaxies Isolées qui sont par définition dans des régions de faible densité. Ensuite, nous avons étudié l'aspect de la morphologie en Halpha des 45 galaxies les plus grandes et les moins inclinées. En utilisant les techniques de Transformation de Fourier Rapide, nous nous focalisons sur les modes des bras spiraux. Nous quantifions la force des barres et nous donnons les couples entre les étoiles nouvellement formées et la matière optique. Nous interprétons les diverses barres et morphologies Halpha observées en termes d'évolution séculaire subie par les galaxies isolées. La fréquence observée des modèles morphologiques particuliers apporte des contraintes sur la durée de vie des barres, et les temps de destruction associés. En utilisant des simulations numériques, l'essai d'adapter les distributions Halpha apporte des contraintes sur la loi de formation d'étoiles, qui est susceptible de différer d'une simple loi de Schmidt.
Nous avons étudié 950 galaxies en provenance du Catalogue de Galaxies Isolées (Karachentseva, 1973) et évalué leur isolation au moyen d'une procédure de classification automatique de séparation étoile/galaxie (jusqu'à M_B = 17.5) sur de larges champs digitalisés POSS-I autour de chaque galaxie isolée. Nous avons défini, comparé et discuté différents critères pour quantifier le degré d'isolation de ces galaxies, comme la révision du critère de Karachentseva, la densité de surface locale, l'estimation des forces de marées externes affectant chaque galaxie isolée. Nous trouvons des galaxies n'obéissant pas au critère de base de Karachentseva et nous définissons différents sous-échantillons de galaxies selon leurs degrés d'isolation. De plus nous avons cherché les redshifts des galaxies centrales ainsi que ceux de leurs compagnons pour avoir accès à la dimension radiale et ainsi une image en trois dimensions de l'environnement. Enfin, nous avons appliqué nos procédures aux triplets, groupes compacts et amas de galaxies et interprété la population de galaxies isolées à la lumière de ces échantillons de contrôle.
La formation d'étoiles est connue pour être affectée par l'environnement local des galaxies mais le taux de formation d'étoiles dépend aussi grandement des caractéristiques intrinsèques du milieu interstellaire. Séparer ces deux effets reste un problème difficile. Pour solutionner, nous avons observé et compilé des données photométriques pour 200 galaxies spirales issues du Catalogue des Galaxies Isolées qui sont par définition dans des régions de faible densité. Ensuite, nous avons étudié l'aspect de la morphologie en Halpha des 45 galaxies les plus grandes et les moins inclinées. En utilisant les techniques de Transformation de Fourier Rapide, nous nous focalisons sur les modes des bras spiraux. Nous quantifions la force des barres et nous donnons les couples entre les étoiles nouvellement formées et la matière optique. Nous interprétons les diverses barres et morphologies Halpha observées en termes d'évolution séculaire subie par les galaxies isolées. La fréquence observée des modèles morphologiques particuliers apporte des contraintes sur la durée de vie des barres, et les temps de destruction associés. En utilisant des simulations numériques, l'essai d'adapter les distributions Halpha apporte des contraintes sur la loi de formation d'étoiles, qui est susceptible de différer d'une simple loi de Schmidt.
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Astrophysique [astro-ph]
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