[論文レビュー] A Catalog of Edge-on Disk Galaxies: From Galaxies with a Bulge to Superthin Galaxies

Stefan Kautsch, E. K. Grebel+2 more|ArXiv.org|Sep 12, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 60被引用数 47

ひとこと要約

本論文は、スローンデジタルスカイサーベイ（SDSS）から得た3,169個の縁面銀河の均一に選択されたカタログを提示し、バーレルの内容と形態的タイプによって分類している。約15%が平坦でバルジのない銀河であることが判明し、これは中程度質量の星形成銀河においてその存在が顕著であることを示しており、主要合体なしではこのような高角運動量ディスクを生成できないとされる宇宙論的モデルに挑戦するものである。

ABSTRACT

The formation and evolution of disk-dominated galaxies is difficult to explain, yet these objects exist. We therefore embarked on a study aimed at a better understanding of these enigmatic objects. We used data from the SDSS DR1 in order to identify edge-on galaxies with disks in a uniform, reproducible, automated fashion. We identified 3169 edge-on disk galaxies, which we subdivided into disk galaxies with bulge, intermediate types, and simple disk galaxies without any obvious bulge component. We subdivided these types further into subclasses: Sa(f), Sb(f), Sc(f), Scd(f), Sd(f), Irr(f), where the (f) indicates that these galaxies are seen edge-on. A number of incompleteness effects affect our catalog, but it contains almost a factor of four more bulgeless galaxies with prominent simple disks (flat galaxies) within the area covered here than previous optical catalogs, which were based on the visual selection from photographic plates. We find that approximately 15% of the edge-on disk galaxies in our catalog are flat galaxies, demonstrating that these galaxies are fairly common, especially among intermediate-mass star-forming galaxies. Bulgeless disks account for roughly one third of our galaxies when also puffy disks and edge-on irregulars are included.(Abridged)

研究の動機と目的

• バルジなしおよびスーパーサイズ銀河の形成と進化を研究するため、統計的に信頼性が高く、均一に選択された縁面ディスク銀河のサンプルを構築すること。
• 平坦でバルジのないディスク銀河の出現頻度と性質を調査し、標準的な階層的宇宙論モデルがこれを説明できない難しさを明らかにすること。
• 銀河形態、環境、進化に関するフォローアップ研究のための、写真測光および構造的パラメータを統一したデータベースを提供すること。
• 光学カタログにおける不完全性の影響、特にダスト減光と調査の制限要因を評価し、過去の視認調査と比較すること。
• ディスク表面輝度、母銀河質量、および内部不安定性や合体歴によるバルジ形成の可能性との関連を探索すること。

提案手法

• 2,099平方度をカバーするスローン・デジタル・スカイ・サーベイ（SDSS）データリリース1の五色写真測光データを用いた。
• SDSS画像における軸比と形態的特徴に基づき、縁面ディスク銀河を自動的に特定する再現性のあるアルゴリズムを適用した。
• タイプSa(f)、Sb(f)、Sc(f)、Scd(f)、Sd(f)、Irr(f)に分類し、(f)は縁面の向きを示す。
• 銀河を主に3つのカテゴリに分類した：バルジを有するもの、中間タイプ、顕著なバルジ成分を有さない単純ディスク。
• ダスト減光、銀河の破壊、明るい星に近接していることなど、完全性に影響を与える系統的バイアスを考慮した。
• 不完全性の定量的評価とカタログの統計的利点を検証するため、RC3 Faint Galaxy Catalog（RFGC）と照合した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 均一に選択されたサンプルにおいて、バルジなしの平坦ディスク銀河は縁面ディスク銀河のうちどれほど一般的か？
• RQ2 ダスト減光と調査の制限が、縁面ディスク銀河カタログの完全性に及ぼす影響は何か？
• RQ3 単純ディスク（例：表面輝度、スケール長）の性質が、母銀河質量および角運動量とどの程度相関しているか？
• RQ4 縁面銀河の形態的・構造的パラメータは、冷たい暗黒物質シナリオにおけるディスク形成モデルにどのように寄与するか？
• RQ5 バルジ対ディスク連続体に沿ったディスクタイプの観測分布は、バーレル駆動不安定性やガス降着といった内部プロセスによって説明可能か？

主な発見

• カタログには3,169個の縁面ディスク銀河が含まれており、そのうち約15%が平坦でバルジのない銀河（Sd(f)および類似タイプ）として分類されており、相対的な豊富さを示している。
• バルジなしディスク、すなわちボリューミィーで縁面の不規則銀河を含め、全サンプルの約1/3を占め、ディスク銀河集団におけるその重要性を強調している。
• SDSSデータの深さ、分解能、一貫性のおかげで、本カタログは、フィルム写真に基づく過去の光学カタログに比べて、バルジなし銀河を約4倍多く含んでいる。
• 中間形態的タイプ（全サンプルの50%）には約440個の銀河が含まれており、これらはバルジなしに見えるため、バルジ優位と単純ディスクの区別は明確ではなく、連続的である可能性を示唆している。
• 単純ディスクは低表面輝度銀河である傾向が強く、バルジ形成がディスク表面密度およびToomre Qパラメータに依存するモデルを支持している。
• ダスト減光は不完全性を引き起こすが、特に顕著なダスト線を有する初期型スパイラル銀河に顕著であり、単純で平坦なディスクの検出にはほとんど影響しない。