How to distinguish starbursts and quiescently star-forming galaxies: The 'bimodal' submillimetre galaxy population as a case study

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

Volumn 424, Issue 2, 2012, Pages 951-970

  Hayward, Christopher C ^a,b   Jonsson, Patrik ^b   Kereš, Dušan ^c,d   Magnelli, Benjamin ^e   Hernquist, Lars ^b   Cox, T J ^f  

^a Heidelberger Institut für Theoretische Studien gGmbH   (Germany)

^b HARVARD SMITHSONIAN CENTER FOR ASTROPHYSICS   (United States)

^c UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^d UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^e MAX PLANCK INSTITUT FÜR EXTRATERRESTRISCHE PHYSIK   (Germany)

^f CARNEGIE OBSERVATORIES   (United States)

Author keywords

Galaxies: high redshift; Galaxies: starburst; Infrared: galaxies; Radiative transfer; Stars: formation; Submillimetre: galaxies

Indexed keywords

DIGITAL STORAGE; DUST; FIR FILTERS; GALAXIES; STARS;

CASE-STUDIES; FAR INFRARED; GALAXIES: STARBURSTS; GALAXIES:HIGH-REDSHIFT; INFRARED GALAXIES; STAR FORMING GALAXY; STARBURSTS; STARS FORMATION; SUBMILLIMETER: GALAXIES;

RADIATIVE TRANSFER;

EID: 84863867002     PISSN: 00358711     EISSN: 13652966     Source Type: Journal    
DOI: 10.1111/j.1365-2966.2012.21254.x     Document Type: Article

References (203)

1. Adelberger K. L., Steidel C. C., 2000, ApJ, 544, 218.
2. Agertz O. et al., 2007, MNRAS, 380, 963.
3. Alexander D. M., Bauer F. E., Chapman S. C., Smail I., Blain A. W., Brandt W. N., Ivison R. J., 2005a, ApJ, 632, 736.
4. Alexander D. M., Smail I., Bauer F. E., Chapman S. C., Blain A. W., Brandt W. N., Ivison R. J., 2005b, Nat, 434, 738.
5. Alexander D. M. et al., 2008, AJ, 135, 1968.
6. Amblard A. et al., 2010, A&A, 518, L9.
7. Barger A. J., Cowie L. L., Sanders D. B., Fulton E., Taniguchi Y., Sato Y., Kawara K., Okuda H., 1998, Nat, 394, 248.
8. Barnes J., Hernquist L., 1991, ApJ, 370, L65.
9. Barnes J., Hernquist L., 1996, ApJ, 471, 115.
10. Barnes J., Hut P., 1986, Nat, 324, 446.
11. Bauer A., Springel V., 2011, MNRAS, preprint (arXiv:1109.4413).
12. Baugh C. M., Lacey C. G., Frenk C. S., Granato G. L., Silva L., Bressan A., Benson A. J., Cole S., 2005, MNRAS, 356, 1191.
13. Bell E. F., 2003, ApJ, 586, 794.
14. Biggs A. D., Ivison R. J., 2008, MNRAS, 385, 893.
15. Blain A. W., Smail I., Ivison R. J., Kneib J.-P., Frayer D. T., 2002, Phys. Rep., 369, 111.
16. Bondi H., Hoyle F., 1944, MNRAS, 104, 273.
17. Bothwell M. S. et al., 2010, MNRAS, 405, 219.
18. Bouché N. et al., 2007, ApJ, 671, 303.
19. Bouwens R. J. et al., 2011, preprint (arXiv:1109.0994).
20. Buat V., Burgarella D., 1998, A&A, 334, 772.
21. Buat V., Donas J., Milliard B., Xu C., 1999, A&A, 352, 371.
22. Buat V. et al., 2005, ApJ, 619, L51.
23. Buat V., Marcillac D., Burgarella D., Le Floc'h E., Takeuchi T. T., Iglesias-Paràmo J., Xu C. K., 2007, A&A, 469, 19.
24. Buat V., Takeuchi T. T., Burgarella D., Giovannoli E., Murata K. L., 2009, A&A, 507, 693.
25. Bush S. J., Cox T. J., Hayward C. C., Thilker D., Hernquist L., Besla G., 2010, ApJ, 713, 780.
26. Bussmann R. S. et al., 2012, ApJ, 744, 150.
27. Capak P. et al., 2008, ApJ, 681, L53.
28. Carilli C. L. et al., 2010, ApJ, 714, 1407.
29. Casey C. M. et al., 2009, MNRAS, 399, 121.
30. Casey C. M., Chapman S. C., Smail I., Alaghband-Zadeh S., Bothwell M. S., Swinbank A. M., 2011, MNRAS, 411, 2739.
31. Chakrabarti S., Fenner Y., Cox T. J., Hernquist L., Whitney B. A., 2008, ApJ, 688, 972.
32. Chapman S. C., Windhorst R., Odewahn S., Yan H., Conselice C., 2003, ApJ, 599, 92.
33. Chapman S. C., Smail I., Blain A. W., Ivison R. J., 2004, ApJ, 614, 671.
34. Chapman S. C., Blain A. W., Smail I., Ivison R. J., 2005, ApJ, 622, 772.
35. Chapman S. C. et al., 2008, ApJ, 689, 889.
36. Chapman S. C. et al., 2010, MNRAS, 409, L13.
37. Clements D. L. et al., 2008, MNRAS, 387, 247.
38. Clements D. L., Dunne L., Eales S., 2010, MNRAS, 403, 274.
39. Conley A. et al., 2011, ApJ, 732, L35.
40. Coppin K. et al., 2008, MNRAS, 384, 1597.
41. Cox T. J., Dutta S. N., Matteo T. D., Hernquist L., Hopkins P. F., Robertson B., Springel V., 2006, ApJ, 650, 791.
42. Cox T. J., Jonsson P., Somerville R. S., Primack J. R., Dekel A., 2008, MNRAS, 384, 386.
43. da Cunha E., Charmandaris V., Díaz-Santos T., Armus L., Marshall J. A., Elbaz D., 2010, A&A, 523, A78.
44. Daddi E. et al., 2005, ApJ, 631, L13.
45. Daddi E. et al., 2007, ApJ, 670, 156.
46. Daddi E. et al., 2010, ApJ, 713, 686.
47. Dale D. A., Helou G., 2002, ApJ, 576, 159.
48. Dale D. A. et al., 2007, ApJ, 655, 863.
49. Dannerbauer H., Daddi E., Riechers D. A., Walter F., Carilli C. L., Dickinson M., Elbaz D., Morrison G. E., 2009, ApJ, 698, L178.
50. Davé R., Finlator K., Oppenheimer B. D., Fardal M., Katz N., Kereš D., Weinberg D. H., 2010, MNRAS, 404, 1355.
51. Di Matteo T., Springel V., Hernquist L., 2005, Nat, 433, 604.
52. Downes D., Solomon P. M., 1998, ApJ, 507, 615.
53. Draine B. T., Li A., 2007, ApJ, 657, 810.
54. Dwek E., 1998, ApJ, 501, 643.
55. Eales S., Lilly S., Gear W., Dunne L., Bond J. R., Hammer F., Fèvre O. L., Crampton D., 1999, ApJ, 515, 518.
56. Elbaz D. et al., 2011, A&A, 533, A119.
57. Engel H. et al., 2010, ApJ, 724, 233.
58. Erb D. K., Steidel C. C., Shapley A. E., Pettini M., Reddy N. A., Adelberger K. L., 2006, ApJ, 646, 107.
59. Faucher-Giguère C.-A., Kereš D., Ma C.-P., 2011, MNRAS, 417, 2982.
60. Fontanot F., Monaco P., 2010, MNRAS, 405, 705.
61. Fontanot F., Monaco P., Silva L., Grazian A., 2007, MNRAS, 382, 903.
62. Genzel R. et al., 2010, MNRAS, 407, 2091.
63. Gingold R. A., Monaghan J. J., 1977, MNRAS, 181, 375.
64. González J. E., Lacey C. G., Baugh C. M., Frenk C. S., 2011, MNRAS, 413, 749.
65. Granato G. L., De Zotti G., Silva L., Bressan A., Danese L., 2004, ApJ, 600, 580.
66. Greve T. R. et al., 2005, MNRAS, 359, 1165.
67. Griffin M. J. et al., 2010, A&A, 518, L3.
68. Groves B., Dopita M. A., Sutherland R. S., Kewley L. J., Fischera J., Leitherer C., Brandl B., van Breugel W., 2008, ApJS, 176, 438.
69. Hainline L. J., Blain A. W., Smail I., Alexander D. M., Armus L., Chapman S. C., Ivison R. J., 2011, ApJ, 740, 96.
70. Hayward C. C., Kereš D., Jonsson P., Narayanan D., Cox T. J., Hernquist L., 2011a, ApJ, 743, 159 (H11).
71. Hayward C. C., Narayanan D., Jonsson P., Cox T. J., Kereš D., Hopkins P. F., Hernquist L., 2011b, in Treyer M., Wyder T., Neill J., Seibert M., Lee J., eds, ASP Conf. Ser. Vol. 440, Have Observations Revealed a Variable Upper End of the Initial Mass Function? Astron. Soc. Pac., San Francisco, p. 369.
72. Hernquist L., 1989, Nat, 340, 687.
73. Hernquist L., 1990, ApJ, 356, 359.
74. Hernquist L., Katz N., 1989, ApJS, 70, 419.
75. Hildebrand R. H., 1983, QJRAS, 24, 267.
76. Holland W. S. et al., 1999, MNRAS, 303, 659.
77. Hopkins A. M., 2004, ApJ, 615, 209.
78. Hopkins P. F., 2012, MNRAS, 420.
79. Hopkins A. M., Beacom J. F., 2006, ApJ, 651, 142.
80. Hopkins P. F., Hernquist L., 2010, MNRAS, 402, 985.
81. Hopkins A. M., Connolly A. J., Haarsma D. B., Cram L. E., 2001, AJ, 122, 288.
82. Hopkins P. F., Hernquist L., Cox T. J., Di Matteo T., Martini P., Robertson B., Springel V., 2005a, ApJ, 630, 705.
83. Hopkins P. F., Hernquist L., Cox T. J., Di Matteo T., Robertson B., Springel V., 2005b, ApJ, 630, 716.
84. Hopkins P. F., Hernquist L., Cox T. J., Di Matteo T., Robertson B., Springel V., 2006, ApJS, 163, 1.
85. Hopkins P. F., Richards G. T., Hernquist L., 2007, ApJ, 654, 731.
86. Hopkins P. F., Hernquist L., Cox T. J., Kereš D., 2008, ApJS, 175, 356.
87. Hopkins P. F. et al., 2009, MNRAS, 397, 802.
88. Hopkins P. F., Younger J. D., Hayward C. C., Narayanan D., Hernquist L., 2010, MNRAS, 402, 1693.
89. Hoyle F., Lyttleton R. A., 1939, Proc. Cambridge Philos. Soc., 35, 405.
90. Hughes D. H. et al., 1998, Nat, 394, 241.
91. Hwang H. S. et al., 2010, MNRAS, 409, 75.
92. Iono D. et al., 2009, ApJ, 695, 1537.
93. Ivison R. J. et al., 2002, MNRAS, 337, 1.
94. Ivison R. J. et al., 2007, MNRAS, 380, 199.
95. Ivison R. J., Smail I., Papadopoulos P. P., Wold I., Richard J., Swinbank A. M., Kneib J., Owen F. N., 2010, MNRAS, 404, 198.
96. James A., Dunne L., Eales S., Edmunds M. G., 2002, MNRAS, 335, 753.
97. Jonsson P., 2006, MNRAS, 372, 2.
98. Jonsson P., Primack J. R., 2010, New Astron., 15, 509.
99. Jonsson P., Cox T. J., Primack J. R., Somerville R. S., 2006, ApJ, 637, 255.
100. Jonsson P., Groves B. A., Cox T. J., 2010, MNRAS, 403, 17.
101. Juvela M., 2005, A&A, 440, 531.
102. Karim A. et al., 2011, ApJ, 730, 61.
103. Katz N., Weinberg D. H., Hernquist L., 1996, ApJS, 105, 19.
104. Kelly B. C., Shetty R., Stutz A. M., Kauffmann J., Goodman A. A., Launhardt R., 2012, ApJ, 752, 55.
105. Kennicutt R. C., 1998a, ApJ, 498, 541.
106. Kennicutt R. C., 1998b, ARA&A, 36, 189.
107. Kennicutt R. C. et al., 2003, PASP, 115, 928.
108. Kereš D., Katz N., Weinberg D. H., Davé R., 2005, MNRAS, 363, 2.
109. Kereš D., Katz N., Fardal M., Davé R., Weinberg D. H., 2009, MNRAS, 395, 160.
110. Kereš D., Vogelsberger M., Sijacki D., Springel V., Hernquist L., 2011, preprint (arXiv:1109.4638).
111. Kovács A., Chapman S. C., Dowell C. D., Blain A. W., Ivison R. J., Smail I., Phillips T. G., 2006, ApJ, 650, 592.
112. Kovács A. et al., 2010, ApJ, 717, 29.
113. Krumholz M. R., Thompson T. A., 2007, ApJ, 669, 289.
114. Leitherer C. et al., 1999, ApJS, 123, 3.
115. Lo Faro B., Monaco P., Vanzella E., Fontanot F., Silva L., Cristiani S., 2009, MNRAS, 399, 827.
116. Lonsdale C. J., Farrah D., Smith H. E., 2006, in Mason J. W., ed., Ultraluminous Infrared Galaxies. Springer-Verlag, Berlin, p. 285.
117. Lucy L. B., 1977, AJ, 82, 1013.
118. Lupu R. E. et al., 2010, preprint (arXiv:1009.5983).
119. Madau P., Ferguson H. C., Dickinson M. E., Giavalisco M., Steidel C. C., Fruchter A., 1996, MNRAS, 283, 1388.
120. Magdis G. E. et al., 2010, MNRAS, 409, 22.
121. Magnelli B. et al., 2010, A&A, 518, L28.
122. Magnelli B., Elbaz D., Chary R. R., Dickinson M., Le Borgne D., Frayer D. T., Willmer C. N. A., 2011, A&A, 528, A35.
123. Magnelli B. et al., 2012, A&A, 539, A155.
124. Menéndez-Delmestre K. et al., 2007, ApJ, 655, L65.
125. Menéndez-Delmestre K. et al., 2009, ApJ, 699, 667.
126. Michałowski M. J., Hjorth J., Watson D., 2010a, A&A, 514, A67.
127. Michałowski M. J., Watson D., Hjorth J., 2010b, ApJ, 712, 942.
128. Michałowski M. J., Dunlop J. S., Cirasuolo M., Hjorth J., Hayward C. C., Watson D., 2012, A&A, 541, A85.
129. Mihos J. C., Hernquist L., 1996, ApJ, 464, 641.
130. Narayanan D., Cox T. J., Shirley Y., Davé R., Hernquist L., Walker C. K., 2008a, ApJ, 684, 996.
131. Narayanan D. et al., 2008b, ApJS, 174, 13.
132. Narayanan D., Cox T. J., Hayward C. C., Younger J. D., Hernquist L., 2009, MNRAS, 400, 1919.
133. Narayanan D., Hayward C. C., Cox T. J., Hernquist L., Jonsson P., Younger J. D., Groves B., 2010a, MNRAS, 401, 1613.
134. Narayanan D. et al., 2010b, MNRAS, 407, 1701.
135. Narayanan D., Cox T. J., Hayward C. C., Hernquist L., 2011a, MNRAS, 412, 287.
136. Narayanan D., Krumholz M., Ostriker E. C., Hernquist L., 2011b, MNRAS, 418, 664.
137. Narayanan D., Krumholz M. R., Ostriker E. C., Hernquist L., 2012, 421, 3127.
138. Neri R. et al., 2003, ApJ, 597, L113.
139. Noeske K. G. et al., 2007a, ApJ, 660, L47.
140. Noeske K. G. et al., 2007b, ApJ, 660, L43.
141. Nordon R. et al., 2012, ApJ, 745, 182.
142. Papadopoulos P. P., Isaak K., van der Werf P., 2010a, ApJ, 711, 757.
143. Papadopoulos P. P., van der Werf P., Isaak K., Xilouris E. M., 2010b, ApJ, 715, 775.
144. Papadopoulos P. P., van der Werf P., Xilouris E., Isaak K. G., Gao Y., 2012, ApJ, 751, 10.
145. Poglitsch A. et al., 2010, A&A, 518, L2.
146. Pope A. et al., 2006, MNRAS, 370, 1185.
147. Pope A. et al., 2008, ApJ, 675, 1171.
148. Reddy N. A., Erb D. K., Pettini M., Steidel C. C., Shapley A. E., 2010, ApJ, 712, 1070.
149. Ricciardelli E., Trujillo I., Buitrago F., Conselice C. J., 2010, MNRAS, 406, 230.
150. Riechers D. A. et al., 2011a, ApJ, 733, L11.
151. Riechers D. A., Hodge J., Walter F., Carilli C. L., Bertoldi F., 2011b, ApJ, 739, L31.
152. Robertson B. E., Bullock J. S., 2008, ApJ, 685, L27.
153. Robertson B. E., Kravtsov A. V., 2008, ApJ, 680, 1083.
154. Robertson B., Hernquist L., Cox T. J., Matteo T. D., Hopkins P. F., Martini P., Springel V., 2006, ApJ, 641, 90.
155. Rodighiero G. et al., 2010, A&A, 518, L25.
156. Rodighiero G. et al., 2011, ApJ, 739, L40.
157. Rothberg B., Fischer J., 2010, ApJ, 712, 318.
158. Sajina A., Scott D., Dennefeld M., Dole H., Lacy M., Lagache G., 2006, MNRAS, 369, 939.
159. Sanders D. B., Mirabel I. F., 1996, ARA&A, 34, 749.
160. Schmidt M., 1959, ApJ, 129, 243.
161. Shakura N. I., Sunyaev R. A., 1973, A&A, 24, 337.
162. Shetty R., Kauffmann J., Schnee S., Goodman A. A., 2009a, ApJ, 696, 676.
163. Shetty R., Kauffmann J., Schnee S., Goodman A. A., Ercolano B., 2009b, ApJ, 696, 2234.
164. Shetty R., Glover S. C., Dullemond C. P., Klessen R. S., 2011a, MNRAS, 412, 1686.
165. Shetty R., Glover S. C., Dullemond C. P., Ostriker E. C., Harris A. I., Klessen R. S., 2011b, MNRAS, 415, 3253.
166. Sijacki D., Vogelsberger M., Kereš D., Springel V., Hernquist L., 2011, preprint (arXiv:1109.3468).
167. Smail I., Ivison R. J., Blain A. W., 1997, ApJ, 490, L5.
168. Smail I., Chapman S. C., Blain A. W., Ivison R. J., 2004, ApJ, 616, 71.
169. Snyder G. F., Cox T. J., Hayward C. C., Hernquist L., Jonsson P., 2011, ApJ, 741, 77.
170. Solomon P. M., Downes D., Radford S. J. E., Barrett J. W., 1997, ApJ, 478, 144.
171. Springel V., 2005, MNRAS, 364, 1105.
172. Springel V., 2010a, ARA&A, 48, 391.
173. Springel V., 2010b, MNRAS, 401, 791.
174. Springel V., Hernquist L., 2002, MNRAS, 333, 649.
175. Springel V., Hernquist L., 2003, MNRAS, 339, 289.
176. Springel V., Hernquist L., 2005, ApJ, 622, L9.
177. Springel V., Yoshida N., White S. D. M., 2001, New Astron., 6, 79.
178. Springel V., Di Matteo T., Hernquist L., 2005, MNRAS, 361, 776.
179. Steidel C. C., Giavalisco M., Pettini M., Dickinson M., Adelberger K. L., 1996, ApJ, 462, L17.
180. Swinbank A. M., Smail I., Chapman S. C., Blain A. W., Ivison R. J., Keel W. C., 2004, ApJ, 617, 64.
181. Swinbank A. M. et al., 2008, MNRAS, 391, 420.
182. Tacconi L. J. et al., 2006, ApJ, 640, 228.
183. Tacconi L. J. et al., 2008, ApJ, 680, 246.
184. Tacconi L. J. et al., 2010, Nat, 463, 781.
185. Targett T. A., Dunlop J. S., McLure R. J., Best P. N., Cirasuolo M., Almaini O., 2011, MNRAS, 412, 295.
186. Torrey P., Vogelsberger M., Sijacki D., Springel V., Hernquist L., 2011, preprint (arXiv:1110.5635).
187. Valiante E., Lutz D., Sturm E., Genzel R., Tacconi L. J., Lehnert M. D., Baker A. J., 2007, ApJ, 660, 1060.
188. Veilleux S., Kim D.-C., Sanders D. B., 2002, ApJS, 143, 315.
189. Vogelsberger M., Sijacki D., Kereš D., Springel V., Hernquist L., 2011, preprint (arXiv:1109.1281).
190. Wang B., Heckman T. M., 1996, ApJ, 457, 645.
191. Wang W.-H., Cowie L. L., Barger A. J., Williams J. P., 2011, ApJ, 726, L18.
192. Weingartner J. C., Draine B. T., 2001, ApJ, 548, 296.
193. Wilson G. W. et al., 2008, MNRAS, 386, 807.
194. Wuyts S. et al., 2009, ApJ, 700, 799.
195. Wuyts S., Cox T. J., Hayward C. C., Franx M., Hernquist L., Hopkins P. F., Jonsson P., van Dokkum P. G., 2010, ApJ, 722, 1666.
196. Wuyts S. et al., 2011a, ApJ, 738, 106.
197. Wuyts S. et al., 2011b, ApJ, 742, 96.
198. Younger J. D. et al., 2008, ApJ, 688, 59.
199. Younger J. D. et al., 2009a, ApJ, 704, 803.
200. Younger J. D., Hayward C. C., Narayanan D., Cox T. J., Hernquist L., Jonsson P., 2009b, MNRAS, 396, L66.
201. Younger J. D. et al., 2009c, MNRAS, 394, 1685.
202. Younger J. D. et al., 2010, MNRAS, 407, 1268.
203. Yun M. S. et al., 2012, MNRAS, 420, 957.