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Centro de Astrofísica da Universidade do Porto

The VIMOS VLT Deep Survey
Evolution of the major merger rate since z ∼ 1 from spectroscopically confirmed galaxy pairs

L. de Ravel, O. Le Fèvre, L. Tresse, D. Bottini, B. Garilli, V. Le Brun, D. Maccagni, R. Scaramella, M. Scodeggio, G. Vettolani, A. Zanichelli, C. Adami, S. Arnouts, S. Bardelli, M. Bolzonella, A. Cappi, S. Charlot, P. Ciliegi, T. Contini, S. Foucaud, P. Franzetti, I. Gavignaud, L. Guzzo, O. Ilbert, A. Iovino, F. Lamareille, H. J. McCracken, B. Marano, C. Marinoni, A. Mazure, B. Meneux, R. Merighi, S. Paltani, R. Pellò, A. Pollo, L. Pozzetti, M. Radovich, D. Vergani, G. Zamorani, E. Zucca, M. Bondi, A. Bongiorno, J. Brinchmann, O. Cucciati, S. de la Torre, L. Gregorini, P. Memeo, E. Pérez-Montero, Y. Mellier, P. Merluzzi, S. Temporin

Resumo
Context. The rate at which galaxies grow via successive mergers is a key element in understanding the main phases of galaxy evolution.
Aims. We measure the evolution of the fraction of galaxies in pairs and the merging rate since redshift z ∼ 1 assuming a (H0 = 70 km s−1 Mpc−1, ΩM = 0.3 and ΩΛ = 0.7) cosmology.
Methods. From the VIMOS VLT Deep Survey we use a sample of 6464 galaxies with IAB ≤ 24 to identify 314 pairs of galaxies, each member with a secure spectroscopic redshift, which are close in both projected separation and in velocity.
Results. We estimate that at z ∼ 0.9, 10.9 ± 3.2% of galaxies with MB(z) ≤ −18 − Qz (Q = 1.11) are in pairs with separations Δrp ≤ 20 h−1 kpc, Δv ≤ 500 km s−1, and with ΔMB ≤ 1.5, significantly larger than 3.8 ± 1.7% at z ∼ 0.5; thus, the pair fraction evolves as (1 + z)m with m = 4.73 ± 2.01. For bright galaxies with MB(z = 0) ≤ −18.77, the pair fraction is higher and its evolution with redshift is flatter with m = 1.50 ± 0.76, a property also observed for galaxies with increasing stellar masses. Early-type pairs (dry mergers) increase their relative fraction from 3% a z ∼ 0.9 to 12% at z ∼ 0.5. The star formation rate traced by the rest-frame [OII] EW increases by 26 ± 4% for pairs with the smallest separation rp ≤ 20 h−1 kpc. Following published prescriptions to derive merger timescales, we find that the merger rate of MB(z) ≤ −18− Qz galaxies evolves as Nmg = (4.96 ± 2.07) × 10−4 × (1 + z)2.20±0.77 mergers Mpc−3 Gyr−1.
Conclusions. The merger rate of galaxies with MB(z) ≤ −18−Qz has significantly evolved since z ∼ 1 and is strongly dependent on the luminosity or stellar mass of galaxies. The major merger rate increases more rapidly with redshift for galaxies with fainter luminosities or stellar mass, while the evolution of the merger rate for bright or massive galaxies is slower, indicating that the slow evolution reported for the brightest galaxies is not universal. The merger rate is also strongly dependent on the spectral type of galaxies involved. Late-type mergers were more frequent in the past, while early-type mergers are more frequent today, contributing to the rise in the local density of early-type galaxies. About 20% of the stellar mass in present day galaxies with log(M/M) ≥ 9.5 has been accreted through major merging events since z = 1. This indicates that major mergers have contributed significantly to the growth in stellar mass density of bright galaxies over the last half of the life of the Universe.

Palavras chave
galaxies: evolution – galaxies: interactions – galaxies: formation

Notas
based on observations obtained with the European Southern Observatory Telescopes at the Paranal Observatory, under programs 072.A-0586 and 073.A-0647.

Astronomy and Astrophysics
Volume 498, Página 379
maio 2009

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Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é uma nova, mas muito aguardada, estrutura de investigação com uma dimensão nacional. Ele concretiza uma visão ousada, mas realizável para o desenvolvimento da Astronomia, Astrofísica e Ciências Espaciais em Portugal, aproveitando ao máximo e realizando plenamente o potencial criado pela participação nacional na Agência Espacial Europeia (ESA) e no Observatório Europeu do Sul (ESO). O IA é o resultado da fusão entre as duas unidades de investigação mais proeminentes no campo em Portugal: o Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) e o Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Lisboa (CAAUL). Atualmente, engloba mais de dois terços de todos os investigadores ativos em Ciências Espaciais em Portugal, e é responsável por uma fração ainda maior da produtividade nacional em revistas internacionais ISI na área de Ciências Espaciais. Esta é a área científica com maior fator de impacto relativo (1,65 vezes acima da média internacional) e o campo com o maior número médio de citações por artigo para Portugal.

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