We measure spectral indexes for 1823 galaxies in the Canadian Network for Observational Cosmology 1 (CNOC1) sample of 15 X-ray luminous clusters at 0.18 < z < 0.55 to investigate the mechanisms responsible for differential evolution between galaxy cluster and field environments. The radial trends of D4000, W0(Hδ), and W0(O ) are all consistent with an age sequence, in the sense that the last episode of star formation occurred more recently in galaxies farthest from the cluster center. Throughout the cluster environment, galaxies show evidence for older stellar populations than field galaxies; they have weaker W0(O ) and W0(Hδ) lines and stronger D4000 indexes. From our primary sample of 1413 galaxies, statistically corrected for incompleteness and selection effects, we identify a sample of K+A galaxies, which have strong Hδ absorption lines [W0(Hδ) > 5 Å] but no [O II] emission [W0(O ) < 5 Å], perhaps indicative of recently terminated star formation. The observed fraction of 4.4% ± 0.7% in the cluster sample is an overestimate due to a systematic effect that results from the large uncertainties on individual spectral index measurements. Corrected for this bias, we estimate that K+A galaxies make up only 2.1% ± 0.7% of the cluster sample and 0.1% ± 0.7% of the field. From the subsample of galaxies more luminous than Mr = -18.8 + 5 log h, which is statistically representative of a complete sample to this limit, the corrected fraction of K+A galaxies is 1.5% ± 0.8% in the cluster and 1.2% ± 0.8% in the field. Compared with the z ≈ 0.1 fraction of 0.30%, the fraction of K+A galaxies in the CNOC1 field sample is greater by perhaps a factor of 4, but with only 1 σ significance; no further evolution of this fraction is detectable over our redshift range. We compare our data with the results of PEGASE and GISSEL96 spectrophotometric models and conclude, from the relative fractions of red and blue galaxies with no [O II] λ3727 emission and strong Hδ absorption, that up to 1.9% ± 0.8% of the cluster population may have had its star formation recently truncated without a starburst. However, this is still not significantly greater than the fraction of such galaxies in the field, 3.1% ± 1.0%. Furthermore, we do not detect an excess of cluster galaxies that have unambiguously undergone starbursts within the last 1 Gyr. In fact, at 6.3% ± 2.1%, the A+em galaxies that Poggianti et al. have recently suggested are dusty starbursts are twice as common in the field as in the cluster environment. Our results imply that these cluster environments are not responsible for inducing starbursts; thus, the increase in cluster blue galaxy fraction with redshift may not be a strictly cluster-specific phenomenon. We suggest that the truncation of star formation in clusters may largely be a gradual process, perhaps due to the exhaustion of gas in the galactic disks over fairly long timescales; in this case differential evolution may result because field galaxies can refuel their disks with gas from extended halos, thus regenerating star formation, while cluster galaxies may not have such halos and so continue to evolve passively.

We present observational constraints on the nature of dark energy using the Supernova Legacy Survey three-year sample (SNLS3) of Guy et al. and Conley et al. We use the 472 Type Ia supernovae (SNe Ia) in this sample, accounting for recently discovered correlations between SN Ia luminosity and host galaxy properties, and include the effects of all identified systematic uncertainties directly in the cosmological fits. Combining the SNLS3 data with the full WMAP7 power spectrum, the Sloan Digital Sky Survey luminous red galaxy power spectrum, and a prior on the Hubble constant H0 from SHOES, in a flat universe we find Ωm = 0.269 ± 0.015 and w = −1.061+0.069− 0.068 (where the uncertainties include all statistical and SN Ia systematic errors)—a 6.5% measure of the dark energy equation-of-state parameter w. The statistical and systematic uncertainties are approximately equal, with the systematic uncertainties dominated by the photometric calibration of the SN Ia fluxes—without these calibration effects, systematics contribute only a ∼2% error in w. When relaxing the assumption of flatness, we find Ωm = 0.271 ± 0.015, Ωk = −0.002 ± 0.006, and w = −1.069+0.091− 0.092. Parameterizing the time evolution of w as w(a) = w0 + wa(1 − a) gives w0 = −0.905 ± 0.196, wa = −0.984+1.094− 1.097 in a flat universe. All of our results are consistent with a flat, w = −1 universe. The size of the SNLS3 sample allows various tests to be performed with the SNe segregated according to their light curve and host galaxy properties. We find that the cosmological constraints derived from these different subsamples are consistent. There is evidence that the coefficient, β, relating SN Ia luminosity and color, varies with host parameters at >4σ significance (in addition to the known SN luminosity–host relation); however, this has only a small effect on the cosmological results and is currently a subdominant systematic.

(Abridged) Precision cosmology with Type Ia supernovae (SNe Ia) makes use of the fact that SN Ia luminosities depend on their light-curve shapes and colours. Using Supernova Legacy Survey (SNLS) and other data, we show that there is an additional dependence on the global characteristics of their host galaxies: events of the same light-curve shape and colour are, on average, 0.08mag (~4.0sigma) brighter in massive host galaxies (presumably metal-rich) and galaxies with low specific star-formation rates (sSFR). SNe Ia in galaxies with a low sSFR also have a smaller slope ("beta") between their luminosities and colours with ~2.7sigma significance, and a smaller scatter on SN Ia Hubble diagrams (at 95% confidence), though the significance of these effects is dependent on the reddest SNe. SN Ia colours are similar between low-mass and high-mass hosts, leading us to interpret their luminosity differences as an intrinsic property of the SNe and not of some external factor such as dust. If the host stellar mass is interpreted as a metallicity indicator, the luminosity trends are in qualitative agreement with theoretical predictions. We show that the average stellar mass, and therefore the average metallicity, of our SN Ia host galaxies decreases with redshift. The SN Ia luminosity differences consequently introduce a systematic error in cosmological analyses, comparable to the current statistical uncertainties on parameters such as w. We show that the use of two SN Ia absolute magnitudes, one for events in high-mass (metal-rich) galaxies, and one for events in low-mass (metal-poor) galaxies, adequately corrects for the differences. Cosmological fits incorporating these terms give a significant reduction in chi^2 (3.8-4.5sigma). We conclude that future SN Ia cosmological analyses should use a correction of this (or similar) form to control demographic shifts in the galaxy population.

ABSTRACT The Next Generation Virgo Cluster Survey (NGVS) is a program that uses the 1 deg 2 MegaCam instrument on the Canada–France–Hawaii Telescope to carry out a comprehensive optical imaging survey of the Virgo cluster, from its core to its virial radius—covering a total area of 104 deg 2 —in the u * griz bandpasses. Thanks to a dedicated data acquisition strategy and processing pipeline, the NGVS reaches a point-source depth of g ≈ 25.9 mag (10σ) and a surface brightness limit of μ g ∼ 29 mag arcsec −2 (2σ above the mean sky level), thus superseding all previous optical studies of this benchmark galaxy cluster. In this paper, we give an overview of the technical aspects of the survey, such as areal coverage, field placement, choice of filters, limiting magnitudes, observing strategies, data processing and calibration pipelines, survey timeline, and data products. We also describe the primary scientific topics of the NGVS, which include: the galaxy luminosity and mass functions; the color–magnitude relation; galaxy scaling relations; compact stellar systems; galactic nuclei; the extragalactic distance scale; the large-scale environment of the cluster and its relationship to the Local Supercluster; diffuse light and the intracluster medium; galaxy interactions and evolutionary processes; and extragalactic star clusters. In addition, we describe a number of ancillary programs dealing with “foreground” and “background” science topics, including the study of high-inclination trans-Neptunian objects; the structure of the Galactic halo in the direction of the Virgo Overdensity and Sagittarius Stream; the measurement of cosmic shear, galaxy–galaxy, and cluster lensing; and the identification of distant galaxy clusters, and strong-lensing events.

view Abstract Citations (449) References (36) Co-Reads Similar Papers Volume Content Graphics Metrics Export Citation NASA/ADS Spiral instabilities provoked by accretion and star formation Sellwood, J. A. ; Carlberg, R. G. Abstract A description of spiral structure is presented that appears to account for both the imperfect grand-design nature of the patterns and the importance of gas. It is argued that most visible spirals are short-lived features organized by gravitational forces. The recurrent transient patterns are self-regulating since they cause the velocity dispersion of the stars to rise secularly until, in the absence of gas, the disk becomes stable. However, any method of cooling will ensure that the disk will never completely stabilize and will, consequently, exhibit recurrent spiral structure. Both dissipation in the gas and accretion will cool the disk and provoke instabilities. Transient spiral patterns in computer simulations are observed which recur repeatedly only when processes designed to mimic accretion and star formation are included. The models evolve at an equilibrium Q, implying that the rate of heating by the spirals balances the steady rate of cooling. It is also found that the growth of spiral patterns is in reasonable quantitative agreement with the predictions of 'swing amplification' theory. In a companion paper it is shown that this continuous activity leads naturally to the type of age-velocity dispersion relation observed for the solar neighborhood stars. Publication: The Astrophysical Journal Pub Date: July 1984 DOI: 10.1086/162176 Bibcode: 1984ApJ...282...61S Keywords: Accretion Disks; Galactic Rotation; Galactic Structure; Spiral Galaxies; Star Formation; Barred Galaxies; Computerized Simulation; Galactic Evolution; Astrophysics full text sources ADS |

With the advent of large dedicated Type Ia supernova (SN Ia) surveys, K-corrections of SNe Ia and their uncertainties have become especially important in the determination of cosmological parameters. While K-corrections are largely driven by SN Ia broad-band colors, it is shown here that the diversity in spectral features of SNe Ia can also be important. For an individual observation, the statistical errors from the inhomogeneity in spectral features range from 0.01 (where the observed and rest-frame filters are aligned) to 0.04 (where the observed and rest-frame filters are misaligned). To minimize the systematic errors caused by an assumed SN Ia spectral energy distribution (SED), we outline a prescription for deriving a mean spectral template time series which incorporates a large and heterogeneous sample of observed spectra. We then remove the effects of broad-band colors and measure the remaining uncertainties in the K-corrections associated with the diversity in spectral features. Finally, we present a template spectroscopic sequence near maximum light for further improvement on the K-correction estimate. A library of ~600 observed spectra of ~100 SNe Ia from heterogeneous sources is used for the analysis.

We present the results of Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer (NICMOS) imaging of a sample of 19 high-mass passively evolving galaxies with 1.2 < z < 2, taken primarily from the Gemini Deep Deep Survey (GDDS). Around 80% of galaxies in our GDDS sample have spectra dominated by stars with ages ≳1 Gyr. Our rest-frame R-band images show that most of these objects have compact regular morphologies which follow the classical R1/4 law. These galaxies scatter along a tight sequence in the size versus surface brightness parameter space which defines the Kormendy relation. Around one-third (3/10) of the massive red objects in the GDDS sample are extraordinarily compact, with effective radii under 1 kpc. Our NICMOS observations allow the detection of such systems more robustly than is possible with optical (rest-frame UV) data, and while similar systems have been seen at z ≳ 2, this is the first time such systems have been detected in a rest-frame optical survey at 1.2 < z < 2. We refer to these compact galaxies as "red nuggets," and note that similarly compact massive galaxies are completely absent in the nearby universe. We introduce a new "stellar mass Kormendy relation" (stellar mass density versus size) which we use to single out the effects of size evolution from those of luminosity and color evolution in stellar populations. The 1 < z < 2 passive galaxies have mass densities that are an order of magnitude larger then early-type galaxies today and are comparable to the compact distant red galaxies at 2 < z < 3. We briefly consider mechanisms for size evolution in contemporary models focusing on equal-mass mergers and adiabatic expansion driven by stellar mass loss. Neither of these mechanisms appears to be able to transform the high-redshift Kormendy relation into its local counterpart, leaving the origin and fate of these compact "red nuggets" unresolved.

We present the Pristine survey, a new narrow-band photometric survey focused on the metallicity-sensitive Ca H & K lines and conducted in the northern hemisphere with the wide-field imager MegaCam on the Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT). This paper reviews our overall survey strategy and discusses the data processing and metallicity calibration. Additionally we review the application of these data to the main aims of the survey, which are to gather a large sample of the most metal-poor stars in the Galaxy, to further characterise the faintest Milky Way satellites, and to map the (metal-poor) substructure in the Galactic halo. The current Pristine footprint comprises over 1,000 deg2 in the Galactic halo ranging from b~30 to 78 and covers many known stellar substructures. We demonstrate that, for SDSS stellar objects, we can calibrate the photometry at the 0.02-magnitude level. The comparison with existing spectroscopic metallicities from SDSS/SEGUE and LAMOST shows that, when combined with SDSS broad-band g and i photometry, we can use the CaHK photometry to infer photometric metallicities with an accuracy of ~0.2 dex from [Fe/H]=-0.5 down to the extremely metal-poor regime ([Fe/H]<-3.0). After the removal of various contaminants, we can efficiently select metal-poor stars and build a very complete sample with high purity. The success rate of uncovering [Fe/H]SEGUE<-3.0 stars among [Fe/H]Pristine<-3.0 selected stars is 24% and 85% of the remaining candidates are still very metal poor ([Fe/H]<-2.0). We further demonstrate that Pristine is well suited to identify the very rare and pristine Galactic stars with [Fe/H]<-4.0, which can teach us valuable lessons about the early Universe.