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Photometric evolution of dusty starburst mergers: On the nature of ultra-luminous infrared galaxies.

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This post, leveraging AI, summarizes and analyzes the key aspects of the research paper “Photometric evolution of dusty starburst mergers: On the nature of ultra-luminous infrared galaxies.”. For in-depth information, please refer to the original PDF.


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English Summary

Ultraluminous infrared galaxies (ULIRGs), discovered by the Infrared Astronomical Satellite, are ideal laboratories for studying galaxy formation processes. Detailed studies of these ULIRGs reveal that they show mixtures of two types of activity; Starburst and active galactic nuclei (AGN). These peculiar phenomena seen in ULirGs raise theoretical interests in the interstellar gas and star formation process in gas-rich major galaxy mergers with strong dusty starbursts. The present paper investigates numerically morphological, structural, and photometric evolution of gas-rich major mergers with dusty starburst in an explicitly self-consistent manner. By using a new numerical code for calculating the spectral energy distribution (SED) of a galaxy with dusty interstellar gas and correcting for internal dust extinction, we particularly investigate five points: (1) fundamental properties of SEDs of dusty starburst mergers; (2) time evolution of relative spatial distribution of dusty gas and old/new stars; (3) dependence of AV on stellar ages and distance from the center of mass in a merger; (4) time evolution of colors, absolute magnitude, surface brightness, dust temperature, degree of dust extinction (AV); and (5) physical correlations between LIR, central gas density, luminosity ratio (e.g., LIR/LB), star formation efficiency, morphology during starburst. The conclusions drawn from this study can provide new insights into the nature and origin of ULIRGs.

Key Technical Terms

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View Original Excerpt (English)

Photometric evolution of dusty starburst mergers: On the nature of ultra-luminous infrared galaxies. Kenji Bekki Division of Theoretical Astrophysics, National Astronomical Observatory, Mitaka, Tokyo, 181-8588, Japan and2000 Yasuhiro Shioya Astronomical Institute, Tohoku University, Sendai, 980-8578, JapanDec 16 ABSTRACT By performing N-body simulations of chemodynamical evolution of galaxies with dusty starbursts, we investigate photometric evolution of gas-rich major mergers in order to explore the nature of ultraluminous infrared galaxies (ULIRGs) with the total infrared luminosity (LIR for 8 ∼1000 µm) of ∼1012 L⊙. Main results are the following five. (1) Global colors and absolute magnitudes the during dusty starburst of a major merger do not change with time significantly, because interstellar dust heavily obscures young starburst populations that could cause rapid evolution of photometric properties of the merger. (2) Dust extinction of stellar populations in a galaxy merger with large infrared luminosity (LIR > 1011 L⊙) is selective in the sense that younger stellar populations are preferentially obscured by dust than old ones. This is becausearXiv:astro-ph/0012365v1 younger populations are located in the central region where a larger amount of dusty interstellar gas can be transferred from the outer gas-rich regions of the merger. (3) Both LIR and the ratio of LIR to B band luminosity (LB) increases as the star formation rate increase during the starburst of the present merger model, resulting in the positive correlation between LIR and LIR/LB. The dust temperature Tdust and the flux ratio of f60µm/f100µm also increase with the increase of the star formation rate, because a larger number of young stars formed by massive starburst can heat the dusty interstellar gas as the star formation becomes larger. (4) The star formation efficiency, total gas mass, the degree of dust extinction (AV ), Tdust, LIR, LIR/LB, and f60µm/f100µm depend strongly on the separation of – 2…

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한글 요약 (Korean Summary)

적외선 천문 위성에 의해 발견 된 초고성 적외선 은하 (ULIRGS)는 은하 형성 과정을 연구하기에 이상적인 실험실입니다. 이 Ulirgs에 대한 자세한 연구는 두 가지 유형의 활동의 혼합물을 보여줍니다. 스타 버스트 및 활성 은하 핵 (AGN). Ulirgs에서 볼 수있는 이러한 독특한 현상은 가스가 풍부한 주요 은하계 합병에서 성간 가스 및 별 형성 과정에 대한 이론적 관심을 높이고 먼지가 많은 별 버스트가 있습니다. 본 논문은 명시 적으로 일관된 방식으로 먼지가 많은 별을 가진 가스가 풍부한 주요 합병의 수치 적으로 형태 학적, 구조적 및 광도 진화를 조사한다. 먼지가 많은 성간 가스가있는 은하의 스펙트럼 에너지 분포 (SED)를 계산하고 내부 먼지 멸종을위한 수정을위한 새로운 수치 코드를 사용함으로써, 우리는 특히 5 가지 점을 조사한다. (2) 먼지 가스 및 오래된/새로운 별의 상대적 공간 분포의 시간 진화; (3) 합병에서 질량 중심으로부터의 항성 연령에 대한 AV의 의존성; (4) 색상의 시간 진화, 절대 크기, 표면 밝기, 먼지 온도, 먼지 멸종 정도 (AV); 및 (5) LIR, 중앙 가스 밀도, 광도 비율 (예 : LIR/LB), 별 형성 효율, Starburst 동안의 형태 간의 물리적 상관 관계. 이 연구에서 도출 된 결론은 Ulirgs의 본질과 기원에 대한 새로운 통찰력을 제공 할 수 있습니다.

주요 기술 용어 (한글 설명)

  • Ultraluminous Infrared Galaxies (ULIRGs)
    설명 (Korean): {글로벌 색상 및 절대 크기}
    (Original English: {Global colors and absolute magnitudes})
  • AV
    설명 (Korean): {젊은 인구의 먼지 멸종 선택}
    (Original English: {Dust extinction selective in younger populations})
  • LIR/LB
    설명 (Korean): {광도 대 B 대역의 비율}
    (Original English: {Ratio of luminosity to B band})
  • Tdust
    설명 (Korean): {먼지 온도}
    (Original English: {Dust temperature})
  • Star formation efficiency
    설명 (Korean): {총 가스 질량}
    (Original English: {Total gas mass})

발췌문 한글 번역 (Korean Translation of Excerpt)

먼지가 많은 스타 버스트 합병의 광도 진화 : 초광상의 적외선 은하의 특성. 켄지 베키 (Kenji Bekki) 이론 천체 물리학, 국가 천문 천문대, 미타 카, 도쿄, 181-8588, 일본 및 20000 Yasuhiro Shioya 천문학 연구소, Tohoku University, Sendai, 980-8578, japandec 16의 N-Body Simulations of Galovical Evolution of Galavical Evolution of wee 총 적외선 광도 (8 ~ 1000 µm의 LIR)와 ~ 1012 ll의 초강성 적외선 은하 (ULIRG)의 특성을 탐색하기 위해 가스가 풍부한 주요 합병의 광도 진화. 주요 결과는 다음과 같습니다. (1) 전역 색상과 절대적 크기는 주요 합병의 먼지가 많은 별이 시간에 따라 변하지 않습니다. 성간 먼지는 합병의 광도적 특성의 빠른 진화를 유발할 수있는 젊은 스타 버스트 개체군을 많이 모호하게하기 때문입니다. (2) 큰 적외선 광도가 큰 은하계 합병 (LIR> 1011 l ⊙)에서 항성 인구의 먼지 멸종은 젊은 항성 인구가 오래된 것보다 먼지에 의해 우선적으로 가려진다는 의미에서 선택적이다. 이것은 awausearxiv입니다 : Astro-PH/0012365V1 젊은 인구는 더 많은 양의 먼지가 많은 성간 가스가 합병의 외부 가스가 풍부한 영역에서 전달 될 수있는 중앙 지역에 위치하고 있습니다. (3) 현재 합병 모델의 스타 버스트 동안 별 형성 속도가 증가함에 따라 LIR과 LIR 대 B 밴드 광도 (LB)의 비율이 증가하여 LIR과 LIR/LB 사이의 양의 상관 관계를 초래한다. 먼지 온도 TDUST 및 F60µm/F100µm의 플럭스 비율은 별 형성 속도의 증가에 따라 증가합니다. 거대한 스타 버스트에 의해 형성된 더 많은 수의 젊은 별이 별 형성이 커질 때 먼지가 많은 성간 가스를 가열 할 수 있기 때문입니다. (4) 별 형성 효율, 총 가스 질량, 먼지 멸종 정도 (AV), TDUST, LIR, LIR/LB 및 F60 µm/F100 µm의 분리에 크게 의존합니다.

Source: arXiv.org (or the original source of the paper)

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