Análise de linhas de emissão em galáxias: o gás difuso ionizado nas galáxias do MaNGA

Abstract

Neste trabalho apresentamos o DOBBY, um novo código para medir linhas de emissão. Este programa tem código aberto e pode ser facilmente aplicado a dados de espectroscopia de campo integral. O DOBBY foi testado usando espectros de galáxias do Sloan Digital Sky Survey que originalmente não tinham linhas de emissão, e aos quais adicionamos linhas gaussianas teoricamente calculadas. Essa simulações nos ajudaram a avaliar a confiabilidade das medidas de linhas de emissão. Executamos nossos testes para alguns valores de largura equivalente de ( ); todas as outras luminosidades de linhas dependem da luminosidade de entrada de . Destes testes, concluímos que as linhas mais fracas ([O III] e ) não são bem recuperadas quando < 3 Å, enquanto linhas mais fortes ( e [N II]) são razoavelmente bem medidas mesmo para = 1 Å. Uma vez que o nosso código foi devidamente testado, nós o aplicamos a dados reais: nossa amostra contém mais de 2600 cubos de dados ( > 700000 spaxeis) de galáxias próximas (z ~ 0,3) do Data Release 14 (DR14) do levantamento Mapping Nearby Galaxies at the Apache point observatory (MaNGA). Classificamos cada spaxel usando o critério de de Lacerda et al., originalmente baseado em dados do Calar Alto Legacy Integral Field spectroscopy Area survey. Supõe-se que spaxeis com alta hospedam um complexo de formação estelar (SFc). Aqueles com baixa são compatíveis com gás ionizado difuso (DIG) cujas fontes de ionização são estrelas quentes evoluídas de baixa massa (hDIG). Spaxeis com de valor intermediário são considerados uma mistura desses dois casos extremos (mDIG). Verificamos que essa classificação pode também ser aplicada ao MaNGA: galáxias com baixos índices de concentração (principalmente galáxias do tipo tardio) têm muitos spaxeis SFc, enquanto galáxias com altos índices de concentração (galáxias de tipo inicial) têm predominantemente spaxeis hDIG e mDIG. Finalmente, investigamos a relação entre massa estelar, metalicidade nebular e taxa de formação estelar (M--Z--SFR) nas galáxias do MaNGA. Encontramos que o DIG tem um efeito pequeno, mas sistemático, na metalicidade nebular. Nos nossos testes preliminares, ao remover a contribuição dos spaxeis DIG para o espectro total das galáxias, a dependência secundária de $M$--$Z$ com a SFR tende a ficar mais fraca. Este resultado pode afetar modelos de evolução de galáxias baseados na relação empírica M--Z--SFR.

Abstract : In this work we present DOBBY, a new code to measure emission lines. This code is open source and can be easily applied to integral field spectroscopy datacubes. DOBBY has been tested using galaxy spectra from the Sloan Digital Sky Survey that originally had no emission lines, and to which we have added theoretically calculated gaussian lines. Those simulations have helped us gauge the reliability of measurements of emission line luminosities. We have run our tests for a few values of the equivalent width of ( ); all other emission line luminosities depend on the input luminosity. From these tests we conclude that the weakest lines ([O III] and ) are not well recovered for < 3 Å, whereas stronger lines ( and [N II]) are resonably well measured even for = 1 Å. Once our code was properly tested, we applied it to real data: our sample contained over 2600 datacubes ( > 700000 spaxels) of nearby (z ~ 0,3) galaxies from the Data Release 14 (DR14) of the Mapping Nearby Galaxies at the Apache point observatory (MaNGA) survey. We have then classified each spaxel using the Lacerda et al. criteria, originally based on the Calar Alto Legacy Integral Field spectroscopy Area survey. Spaxels with high are thought to host a star-formation complex (SFc). Those with low are compatible with diffuse ionized gas (DIG) whose ionization sources are hot low-mass evolved stars (hDIG). Intermediate-valued are thought to be a mix of those extreme cases (mDIG). We have verified that this classification can also be applied to MaNGA: galaxies with low concentration indices (mostly late type galaxies) have many SFc spaxels, whereas galaxies with high concentration indices (early type galaxies) have predominantly hDIG and mDIG spaxels. Finally, we investigate the relationship between stellar mass, nebular metalicity and star formation rate (M--Z--SFR) in MaNGA galaxies. We find that the DIG has a small but systematic effect on the nebular metallicity. In our preliminary tests, after removing the DIG spaxels contribution to the total galaxy spectra, the M--Z secondary dependency on SFR seems much less pronounced. This result may affect galaxy evolution models based on the empirical M--Z--SFR relation.