[論文レビュー] Deep surface photometry of edge-on spirals in Abell galaxy clusters: constraining environmental effects

B. X. Santiago, Tibério Borges Vale|ArXiv.org|Apr 29, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 26被引用数 3

ひとこと要約

本研究は、アベル銀河団に属する4つの縁側スパイラル銀河について、Iバンドおよびrバンドの深紫外表面 photometry を実施し、薄い円盤と厚い円盤の構造的パラメータに及ぼす環境的要因の影響を評価する。主軸および垂直方向のプロファイルフィッティングを用いた結果、円盤のスケール長およびスケール高さは、場所の銀河と一致しており、高密度の銀河団環境下にあっても円盤サイズに顕著な環境的影響がないことが示唆される。

ABSTRACT

There is a clear scarcity of structural parameters for stellar thick discs, especially for spiral galaxies located in high-density regions, such as galaxy clusters and compact groups. We have modelled the thin and thick discs of 4 edge-on spirals located in Abell clusters: NGC 705, ESO243G49, ESO187G19, LCSBS0496P. Deep I band images of NGC 705 were taken from the HST archive, whereas the remaining images were obtained with the Southern Telescope for Astrophysical Research (SOAR) in Gunn r filter. They reached surface brightness levels of $μ_I \simeq 26.0$ mag arcsec$^{-2}$ and $μ_r \simeq 26.5$ mag arcsec$^{-2}$, respectively. Profiles were extracted from the deep images, in directions both parallel and perpendicular to the major axis. Profile fits were carried out at several positions, yielding horizontal and vertical scale parameters for both thin and thick disc components. The extracted profiles and fitted disc parameters vary from galaxy to galaxy. Two galaxies have a horizontal profile with a strong down-turn at outer radii, preventing a simple exponential from fitting the entire range. For the 2 early-type spirals, the thick discs have larger scalelengths than the thin discs, whereas no trend is seen for the later types . Both the thin and thick discs sampled tend to have similar scalelengths and scaleheights when compared to typical field disc galaxies. However, the thin disc parameters of the 2 farthest galaxies, both late-type spirals, may be significantly affected by seeing effects. Taken at face value, our results suggest that environment plays a minor role in determining the thin and thick disc sizes.

研究の動機と目的

• 縁側スパイラル銀河が存在する高密度のアベル銀河団における、薄い円盤および厚い円盤の構造的パラメータを制約すること。
• 高密度の銀河団領域における環境的要因が、星の円盤のサイズおよび形状に影響を与えるかどうかを調査すること。
• 通常の場所のスパイラル銀河と比較して、銀河団内の銀河の円盤パラメータを評価し、環境依存性を検討すること。
• 今後の銀河の円盤成分における環境的要因の統計的分析のための基礎的データセットを提供すること。

提案手法

• HSTを用いた深紫外IバンドおよびSOARを用いたrバンドの画像撮影により、表面輝度限界はそれぞれμI ≈ 26.0およびμr ≈ 26.5 mag arcsec⁻²に達した。
• 主軸に沿っておよびそれに垂直な方向に、表面輝度プロファイルを抽出した。
• 2成分の光度モデル（指数関数 + 指数関数またはsech²）を、径方向および垂直方向のプロファイルにフィットさせ、薄い円盤および厚い円盤成分を分離した。
• 複数の位置でプロファイルフィッティングを適用し、両方の円盤成分のスケール長（R₀）およびスケール高さ（z₀）を導出した。
• 観測の解像度（見かけの広がり）の影響を評価した。特に遠方の銀河に対しては、デコンボリューションモデルの開発が今後の改善のために進められている。
• 観測された中間面の表面輝度と期待される値を比較することで、チルトによる減光を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アベル銀河団内の縁側スパイラル銀河における、薄い円盤および厚い円盤の構造的パラメータは、孤立した場所の銀河と顕著に異なるか？
• RQ2 高密度の銀河団領域において、円盤のスケール長およびスケール高さに測定可能な環境的影響が存在するか？
• RQ3 銀河団内のスパイラル銀河において、さまざまな半径で厚い円盤と薄い円盤の寄与割合はどのように変化するか？
• RQ4 遠方の銀河団銀河において、見かけの広がりの影響が構造的パラメータの測定精度をどの程度損なうか？
• RQ5 銀河団内のスパイラル銀河では、場所の銀河と比較して、半径プロファイルにおける遮断半径や逆遮断特徴がより一般的に見られるか？

主な発見

• 2つの銀河（ESO243G49およびNGC 705）の径方向プロファイルは、外縁部で低下を示し、全範囲にわたり単一の指数関数的フィットが不可能であった。
• 2つの早期型スパイラル銀河では、厚い円盤のスケール長が薄い円盤よりも大きく、比R₀₂/R₀₁ ≈ 1.4であり、既存の文献値と整合的であった。
• 2つの遅れて型スパイラル銀河（ESO187G19およびLCSBS0496P）では、R₀に顕著な傾向は認められず、遠方にあることから見かけの広がりの影響により薄い円盤のパラメータが歪められている可能性がある。
• 厚い円盤と薄い円盤のスケール高さ比z₀₂/z₀₁は、3つの銀河で約4、LCSBS0496Pでは8であり、過去の研究と整合的であった。
• ESO243G49およびESO187G19では、厚い円盤が全光度の10％を占め、NGC 705の途中半径では30％、LCSBS0496Pの中間面では約2％であった。
• 銀河団中心に近接しているにもかかわらず、予想される動力学的ハリケーンの影響を受けても、円盤の構造的パラメータは場所の銀河と類似しており、円盤サイズに顕著な環境的影響がないことが示唆された。