Quenching of star formation in galaxies up to large clustercentric distances

Abstract

It is well known that galaxy properties depend on their environment, with high-density regions having a low fraction of star-forming galaxies (fSF). However, other galaxy properties correlated with fSF are also dependent on the environment, making it difficult to disentangle what actually affects fSF. Fortunately, large-scale surveys have provided an increase in the amount of reliable extragalactic data, which can shed light on these questions. In this context, we use a complete sample of galaxies in the Sloan Digital Sky Survey Data Release 18 along with a logistic regression model to account for nine different galaxy properties across their entire range of values without binning to investigate how the fSF varies with galaxy properties out to R/rvir = 20, where R is the clustercentric distance and rvir is the virial radius. We also explore how the variations of fSF with the galaxy environment and properties depend on the adopted estimate of the star formation rates (SFRs), using SFRs estimated by two different methods: one mainly from Hα emission line and other from UV/optical photometry. We find that the increase of fSF with R/rvir depends on the galaxy properties, with velocity dispersion and AGN activity (classified in the WHAN diagram) playing the most important role. Furthermore, when various galaxy properties are taken into account, the dependence of fSF on R/rvir is significantly smaller, being important only for non-AGN galaxies according to the WHAN diagram and galaxies with intermediate σe values (1.9 ≲ log10(σe/[km s−1 ]) ≲ 2.1). Although the results obtained with different SFRs estimates are qualitatively similar, the absolute variations of fSF with galaxy properties and environment are significantly different. Our work reveals the importance of taking several galaxy properties into account simultaneously to properly estimate the fSF and how distinct methodologies used to measure SFRs can impact the interpretation of the results.

É bem conhecido que as propriedades das galáxias dependem de seu ambiente, de forma que regiões com alta densidade tendem a ter uma baixa fração de galáxias com alta taxa de formação estelar – ou fração de galáxias star-forming (fSF). No entanto, outras propriedades das galáxias que são correlacionadas com fSF também dependem do ambiente, tornando difícil determinar o que realmente afeta fSF. Felizmente, o grande aumento na quantidade e na qualidade de dados extragalácticos obtidos pelos grandes levantamentos de dados recentes podem ajudar a esclarecer essas questões. Neste contexto, usamos uma amostra completa de galáxias do Sloan Digital Sky Survey Data Release 18, juntamente com um modelo de regressão logística para modelar nove diferentes propriedades de galáxias em todos os seus intervalos completes de valores, sem binagem, a fim de investigar como fSF varia com essas propriedades até R/rvir = 20, onde R é a distância clustercêntrica e rvir é o raio virial. Exploramos como as variações de fSF com o ambiente juntamente com as propriedades da galáxia dependem do método adotado para estimar as taxas de formação estelar (SFRs), utilizando SFRs estimadas por dois métodos diferentes: um utilizando principalmente linha de emissão Hα e outro utilizando distribuição espectral de energia (SED) no UV/óptico. Descobrimos que a dependência de fSF com R/rvir depende fortemente de propriedades como dispersão de velocidade e atividade AGN (classificada utilizando o diagrama WHAN). Além disso, quando várias propriedades das galáxias são levadas em conta, a dependência de fSF com R/rvir é significativamente menor, sendo importante apenas para galáxias não-AGN (no diagrama WHAN) e galáxias com valores de σe intermediários (1, 9 ≲ log10(σe/[km s−1 ]) ≲ 2,1). Embora os resultados obtidos com diferentes estimativas de SFRs sejam qualitativamente semelhantes, as variações absolutas de fSF com as propriedades