라이먼 알파선은 은하에서 가장 강한 방출선 중 하나이다. 라이먼 알파 방출선의 공진 산란 특성 덕분에 많은 선행 연구들은 은하의 광학적 두께와 역학적 특성을 연구해왔다. 본 연구에서는 복사 전달수치해석 코드를 이용하여 고립된 단일은하와 은하 병합 모의실험을 수행하고, 라이먼 알파의 관측 자료와 은하의 물리적 성질 간 관계를 연구하고자 하였다. 질량이 $M_{\rm halo}=10^{11}{\rm \odot}$인 ...
라이먼 알파선은 은하에서 가장 강한 방출선 중 하나이다. 라이먼 알파 방출선의 공진 산란 특성 덕분에 많은 선행 연구들은 은하의 광학적 두께와 역학적 특성을 연구해왔다. 본 연구에서는 복사 전달수치해석 코드를 이용하여 고립된 단일은하와 은하 병합 모의실험을 수행하고, 라이먼 알파의 관측 자료와 은하의 물리적 성질 간 관계를 연구하고자 하였다. 질량이 $M_{\rm halo}=10^{11}{\rm \odot}$인 암흑물질헤일로에 위치한 고립된 은하의 경우, 평균 $V_{\rm sep}$이 약 300\, \kms임을 확인하였으며, 이 수치는 주로 성간물질과의 상호작용을 통해 만들어지는 것을 알아내었다. 금속 함량이 높은 은하($Z=0.002 \rightarrow 0.02$)에서는, 먼지 함량의 증가로 인해 \vsep이 250\, \kms로 감소함을 확인하였다. 반면 은하 내 기체 햠량이 증가한 경우, 풍부한 중성수소 덕분에 라이먼 알파의 산란회수가 늘어났고, \vsep은 약 350\,\kms로 증가하였다. 은하 합병 모의실험에서는 충돌에 의해 별 생성률과 국지적 난류가 증가하였고, 330\,\kms에 달하는 \vsep을 확인하였다. 단일 은하와 은하 합병 모의실험 모두 시선 방향에 따라 \Lya\ 물리량의 분산이 넓은 분포를 보였고, 관측되는 은하의 \vsep\ 특성을 상당 부분 설명하였다. 다만 \br과 청색 편이의 마루 위치는 관측 결과를 설명하지 못하였고, 이에 대한 한 가지 해결책으로 은하 주변부의 중성수소 분포의 역할에 대해 논의하였다.
라이먼 알파선은 은하에서 가장 강한 방출선 중 하나이다. 라이먼 알파 방출선의 공진 산란 특성 덕분에 많은 선행 연구들은 은하의 광학적 두께와 역학적 특성을 연구해왔다. 본 연구에서는 복사 전달 수치해석 코드를 이용하여 고립된 단일은하와 은하 병합 모의실험을 수행하고, 라이먼 알파의 관측 자료와 은하의 물리적 성질 간 관계를 연구하고자 하였다. 질량이 $M_{\rm halo}=10^{11}{\rm \odot}$인 암흑물질 헤일로에 위치한 고립된 은하의 경우, 평균 $V_{\rm sep}$이 약 300\, \kms임을 확인하였으며, 이 수치는 주로 성간물질과의 상호작용을 통해 만들어지는 것을 알아내었다. 금속 함량이 높은 은하($Z=0.002 \rightarrow 0.02$)에서는, 먼지 함량의 증가로 인해 \vsep이 250\, \kms로 감소함을 확인하였다. 반면 은하 내 기체 햠량이 증가한 경우, 풍부한 중성수소 덕분에 라이먼 알파의 산란회수가 늘어났고, \vsep은 약 350\,\kms로 증가하였다. 은하 합병 모의실험에서는 충돌에 의해 별 생성률과 국지적 난류가 증가하였고, 330\,\kms에 달하는 \vsep을 확인하였다. 단일 은하와 은하 합병 모의실험 모두 시선 방향에 따라 \Lya\ 물리량의 분산이 넓은 분포를 보였고, 관측되는 은하의 \vsep\ 특성을 상당 부분 설명하였다. 다만 \br과 청색 편이의 마루 위치는 관측 결과를 설명하지 못하였고, 이에 대한 한 가지 해결책으로 은하 주변부의 중성수소 분포의 역할에 대해 논의하였다.
Lyman alpha (\Lya) line is one of the most strong emission line from the galaxy. Since it is a resonant line, \Lya\, line gives the details of optical depth and kinematic properties of the galaxy. Using radiative hydrodynamic simulations of idealized, isolated galaxies and merging galaxies, we s...
Lyman alpha (\Lya) line is one of the most strong emission line from the galaxy. Since it is a resonant line, \Lya\, line gives the details of optical depth and kinematic properties of the galaxy. Using radiative hydrodynamic simulations of idealized, isolated galaxies and merging galaxies, we study the relations between \Lya\, observables and physical properties of a galaxy. We find that the velocity separation of the \Lya\, spectrum emerging from a galaxy with $M_{\rm halo}=10^{11}M_{\rm \odot}$ is about $\rm 300\; kms^{-1}$ and this large \vsep\ is mostly formed through sacatterings in the ISM. Comparing $V_{\rm sep}$ between metal-poor ($Z=0.002$) and metal-rich ($Z=0.02$) galaxies, it decreases to $\rm 250\; kms^{-1}$ because of the absorption of wing photons by dust. In the case of a gas-rich galaxy, plenty of the neutral gas enlarge the separation to $\rm 350\; kms^{-1}$ by increasing the number of scattering of \Lya\, photons. In the merging simulation, we find that the galaxy merger gives high star formation rate and local turbulence velocity. It leads the increase of the peak separation to $330\;{\rm kms^{-1}}$. Considering the effect of the orientation, all of \Lya\, properties have a wide range comparing to that of averaged values. Although \br\, and $V_{\rm peak, blue}$ values reported in observations are not fully explained, the possibility that the distribution of neutral circumgalactic medium which is not covered in this study could resolve the remaining discrepancies.
Lyman alpha (\Lya) line is one of the most strong emission line from the galaxy. Since it is a resonant line, \Lya\, line gives the details of optical depth and kinematic properties of the galaxy. Using radiative hydrodynamic simulations of idealized, isolated galaxies and merging galaxies, we study the relations between \Lya\, observables and physical properties of a galaxy. We find that the velocity separation of the \Lya\, spectrum emerging from a galaxy with $M_{\rm halo}=10^{11}M_{\rm \odot}$ is about $\rm 300\; kms^{-1}$ and this large \vsep\ is mostly formed through sacatterings in the ISM. Comparing $V_{\rm sep}$ between metal-poor ($Z=0.002$) and metal-rich ($Z=0.02$) galaxies, it decreases to $\rm 250\; kms^{-1}$ because of the absorption of wing photons by dust. In the case of a gas-rich galaxy, plenty of the neutral gas enlarge the separation to $\rm 350\; kms^{-1}$ by increasing the number of scattering of \Lya\, photons. In the merging simulation, we find that the galaxy merger gives high star formation rate and local turbulence velocity. It leads the increase of the peak separation to $330\;{\rm kms^{-1}}$. Considering the effect of the orientation, all of \Lya\, properties have a wide range comparing to that of averaged values. Although \br\, and $V_{\rm peak, blue}$ values reported in observations are not fully explained, the possibility that the distribution of neutral circumgalactic medium which is not covered in this study could resolve the remaining discrepancies.
주제어
#은하:운동학과 역학 복사 전달 은하:성간물질 galaxies: ISM galaxies: kinematics and dynamics radiative transfer
학위논문 정보
저자
이도운
학위수여기관
연세대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
천문우주학과
지도교수
김태선
발행연도
2021
총페이지
ix, 116장
키워드
은하:운동학과 역학 복사 전달 은하:성간물질 galaxies: ISM galaxies: kinematics and dynamics radiative transfer
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