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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
(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)
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
AKARI/FIS 65/90/140/160 mm
Hippelein et al. 1996
Normal spiral galaxy: M101
M101 銀河内の Schmidt Law を調べる。
Cold dust
10 kpc
Warm dust
10 kpc
Giant HII regions
L◎/kpc2
Warm dust 成分 ⇒∑star
Cold dust 成分 ⇒∑gas
( Gas/dust = 280 )
3e+8
仮定
L◎/kpc2
3e+8
① δ関数的に星形成。
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。
(２) Edge-on渦巻銀河のダストリング構造と星形成
Kaneda et al. (2007)
NGC2841: Sb
NGC2976: Sc
8.1 × 3.5 arcmin,
i = 68°, P.A. = 148°
5.9 × 2.7 arcmin
i = 61°, P.A. = 142°
DSS
DSS
2’
2’
Larger optical depths are expected for nearly-edge-on config.
AKARI/FIS images
NGC2841
peak:58 MJy/str
2’
+
NGC2976
Contours: 95 % - 25 %
peak:82 MJy/str peak:79 MJy/str
peak:67 MJy/str
HI bridge
2’
+
65 mm
90 mm
peak:24 MJy/str peak:28 MJy/str
+
+
140 mm
+
+
65 mm
peak:77 MJy/str
+
160 mm
90 mm
peak:62 MJy/str
+
140 mm
Both have a similar ring/disk structure.
160 mm
Brightness profiles along major axes
45” NGC2841 NGC2976 center
3.5 kpc 1.4 kpc
N160
WL
(1) ～optical size
(2) no change
in position
WS
N60
Major radius = 4.1 arcmin for NGC2841, 3.0 arcmin for NGC2976
de Vaucouleurs et al. 1991
SEDs 銀河のSED
of whole galaxies
NGC2841
Integrated within R = 3’
ダスト温度が大きく異なる。
R < 3’
AKARI
others
NGC2976
リング構造の起源が異なる？
AKARI
others
T = 23 K
T = 30 K
b = 1 assumed
NGC2841 (Sb): exhaustion of dust in bulge?
NGC2976 (Sc): dynamical action at the resonance?
SEDs of whole galaxies
銀河の中間赤外線スペクトル
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
mm
mm
PAHs
(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
NGC2974
PAH vs. FIR/MIR
NGC4589 NGC1395
NGC3962
NGC1407
107.5 yr
dust lifetime
107 yr
Goudfrooij & de Jong 1995
PAHとダスト
に相関？
Kaneda et al. 2005
AKARI & SpitzerによるNGC1316 (Fornax A)の観測
Small PAHs無。固体CO2吸収
CO2?
PAHs
過去の中心核活動性と関連？
0.1 Gyr前に停止
銀河面
AKARI/IRC
（Kaneda et al. 1995; Iyomoto et al. 1998）
AKARI/FIS on radio
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。