Different higher-order kinematics between star-forming and quiescent galaxies based on the SAMI, MAGPI and LEGA-C surveys

Auteurs : Francesco D'Eugenio, Arjen van der Wel, Caro Derkenne, Josha van Houdt, Rachel Bezanson, Edward N. Taylor, Jesse van de Sande, William M. Baker, Eric F. Bell, Joss Bland-Hawthorn, Asa F. L. Bluck, Sarah Brough, Julia J. Bryant, Matthew Colless, Luca Cortese, Scott M. Croom, Pieter van Dokkum, Deanne Fisher, Caroline Foster, Amelia Fraser-McKelvie, Anna Gallazzi, Anna de Graaff, Brent Groves, Claudia del P. Lagos, Tobias J. Looser, Roberto Maiolino, Michael Maseda, J. Trevor Mendel, Angelos Nersesian, Camilla Pacifici, Joanna M. Piotrowska, Adriano Poci, Rhea-Silvia Remus, Gauri Sharma, Sarah M. Sweet, Sabine Thater, Kim Vy Tran, Hannah Übler, Lucas M. Valenzuela, Emily Wisnioski, Stefano Zibetti

arXiv: 2303.04157v1 - DOI (astro-ph.GA)
26 pages, 15 figures Accepted for publication in MNRAS
Licence : CC BY 4.0

Résultats du processus de synthèse de l'article arXiv : 2303.04157v1

  • Résumé Complet
  • Points clés
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  • Article de blog
Nous présentons la première étude statistique de la cinématique stellaire non-gaussienne intégrée spatialement couvrant 7 milliards d'années dans le temps cosmique. Nous utilisons une spectroscopie optique profonde en repos du cadre des galaxies massives (masse stellaire $M_\star > 10^{10,5} {\rm M}_\odot$) aux décalages vers le rouge z = 0,05, 0,3 et 0,8 des enquêtes SAMI, MAGPI et LEGA-C pour mesurer l'excès de kurtosis $h_4$ de la distribution de vitesse stellaire. Cette dernière est paramétrisée sous forme d'une série Gauss-Hermite. Nous constatons qu'à tous les décalages vers le rouge où nous disposons d'un échantillon suffisamment important, $h_4$ est anti-corrélé avec le rapport entre rotation et dispersion. Ceci met en évidence la connexion physique entre ces deux observables cinématiques. De plus, indépendamment du rapport rotation-dispersion, nous trouvons une corrélation entre $h_4$ et $M_\star$, potentiellement liée à l'histoire d'assemblage des galaxies. Après avoir contrôlé la masse stellaire, nous ne trouvons pas de preuve supplémentaire de corrélation entre $h_4$ et la dispersion de vitesse à ouverture ou la taille des galaxies. Ces résultats sont valides pour les galaxies en formation d'étoiles et quiescentes. Pour les galaxies quiescentes seules, nous constatons également une corrélation entre $h_4$ et la forme projetée même après avoir contrôlé pour le rapport rotation-dispersion. À tout décalage vers le rouge donné, les galaxies en formation d'étoiles ont un $h_4$ inférieur par rapport aux galaxies quiescentes ce qui met en évidence un lien entre structure cinétique et activité star formationnelle. Cette étude a été menée par Francesco D’Eugenio1 ,2 , Arjen van der Wel3 , Caro Derkenne4 ,5 , Josha van Houdt6 , Rachel Bezanson7 , Edward N . Taylor8 , Jesse van de Sande9 ,5 , William M . Baker1 ,2 Eric F . Bell10 Joss Bland - Hawthorn9 ,5 Asa F . L . Bluck11 Sarah Brough12 Julia J . Bryant9 13 Luca Cortese15 Scott M . Croom9 Pieter van Dokkum16 Deanne Fisher8 Caroline Foster12 Amelia Fraser - McKelvie15 Anna Gallazzi17 Anna de Graaff18 Brent Groves14 Claudia del P . Lagos15 Tobias J . Looser1 Roberto Maiolino1 Michael Maseda20 J . Trevor Mendel14 Angelos Nersesian3 Camilla Pacifici21 Joanna M .
Mots clés générés par l'IA : Cinématique stellaire Kurtosis Galaxies massives Spectroscopie optique Modélisation précise

Points clés générés par l'IA

  • Première étude statistique de la cinématique stellaire non-gaussienne intégrée spatialement couvrant 7 milliards d'années dans le temps cosmique
  • Utilisation de spectroscopie optique profonde en repos du cadre des galaxies massives (masse stellaire $M_\star > 10^{10,5} {\rm M}_\odot$) aux décalages vers le rouge z = 0,05, 0,3 et 0,8 des enquêtes SAMI, MAGPI et LEGA-C pour mesurer l'excès de kurtosis $h_4$ de la distribution de vitesse stellaire
  • Anti-corrélation entre $h_4$ et le rapport entre rotation et dispersion à tous les décalages vers le rouge où nous disposons d'un échantillon suffisamment important
  • Corrélation entre $h_4$ et $M_\star$, potentiellement liée à l'histoire d'assemblage des galaxies
  • Pas de preuve supplémentaire de corrélation entre $h_4$ et la dispersion de vitesse à ouverture ou la taille des galaxies après avoir contrôlé la masse stellaire
  • Corrélation entre $h_4$ et la forme projetée pour les galaxies quiescentes seules même après avoir contrôlé pour le rapport rotation-dispersion
  • Les galaxies en formation d'étoiles ont un $h_4$ inférieur par rapport aux galaxies quiescentes à tout décalage vers le rouge donné mettant en évidence un lien entre structure cinétique et activité star formationnelle
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Résumé : We present the first statistical study of spatially integrated non-Gaussian stellar kinematics spanning 7 Gyr in cosmic time. We use deep, rest-frame optical spectroscopy of massive galaxies (stellar mass $M_\star > 10^{10.5} {\rm M}_\odot$) at redshifts z = 0.05, 0.3 and 0.8 from the SAMI, MAGPI and LEGA-C surveys, to measure the excess kurtosis $h_4$ of the stellar velocity distribution, the latter parametrised as a Gauss-Hermite series. We find that at all redshifts where we have large enough samples, $h_4$ anti-correlates with the ratio between rotation and dispersion, highlighting the physical connection between these two kinematic observables. In addition, and independently from the anti-correlation with rotation-to-dispersion ratio, we also find a correlation between $h_4$ and $M_\star$, potentially connected to the assembly history of galaxies. In contrast, after controlling for mass, we find no evidence of independent correlation between $h_4$ and aperture velocity dispersion or galaxy size. These results hold for both star-forming and quiescent galaxies. For quiescent galaxies, $h_4$ also correlates with projected shape, even after controlling for the rotation-to-dispersion ratio. At any given redshift, star-forming galaxies have lower $h_4$ compared to quiescent galaxies, highlighting the link between kinematic structure and star-forming activity.

Soumis à arXiv le 07 Mar. 2023

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