[論文レビュー] Lopsidedness in WHISP galaxies: I. Rotation curves and kinematic lopsidedness

J. van Eymeren, E. Jütte+3 more|NOT FOUND REPOSITORY (Indian Institute of Science Bangalore)|Mar 25, 2011

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 21被引用数 28

ひとこと要約

本研究では、WHISP銀河70個のH i回転曲線をねじれリングモデルから導出し、運動的非対称性を分析した。その結果、36%の銀河が全体的な非対称性を示し、平均摂動パラメータは0.056であった。著者らは、後退側と接近側の速度差に基づいて銀河を5つの運動的タイプに分類し、大規模な非対称性を潮汐相互作用やハローの歪みと関連付けた。

ABSTRACT

The frequently observed lopsidedness of the distribution of stars and gas in disc galaxies is still considered as a major problem in galaxy dynamics. It is even discussed as an imprint of the formation history of discs and the evolution of baryons in dark matter haloes. Here, we analyse a selected sample of 70 galaxies from the Westerbork HI Survey of Spiral and Irregular Galaxies. The HI data allow us to follow the morphology and the kinematics out to very large radii. In the present paper, we present the rotation curves and study the kinematic asymmetry. We extract the rotation curves of receding and approaching sides separately and show that the kinematic behaviour of disc galaxies can be classified by five different types: symmetric velocity fields where the rotation curves of receding and approaching sides are almost identical; global distortions where the rotation velocities of receding and approaching side have an offset which is constant with radius; local distortions which lead to large deviations in the inner and negligible deviations in the outer parts (and vice versa); and distortions which split the galaxies into two kinematic systems, visible in the different behaviour of the rotation curves of receding and approaching sides, which leads to a crossing and a change in side. The kinematic lopsidedness is measured from the maximum rotation velocities, averaged over the plateau of the rotation curves. This gives a good estimate of global lopsidedness in the outer parts of the sample galaxies. We find that the mean value of the perturbation parameter denoting the lopsided potential as obtained from the kinematic data is 0.056. 36% of all sample galaxies are globally lopsided, which can be interpreted as the disc responding to a halo that was distorted by a tidal encounter. In Paper II, we study the morphological lopsidedness for the same sample of galaxies.

研究の動機と目的

• WHISP調査の高分解能H iデータを用いて、円盤銀河における運動的非対称性を定量化すること。
• 特に潮汐相互作用に起因する回転曲線の大規模非対称性の起源を調査すること。
• 後退側と接近側の回転曲線の挙動に基づいて銀河を分類すること。
• 摂動パラメータε_kinを用いて、銀河ハローにおける非対称ポテンシャルの代理指標として測定すること。
• 回転曲線における全体的非対称性と局所的歪みを区別するフレームワークを確立すること。

提案手法

• WHISP調査のH iデータキューブに対してねじれリング解析を実施し、回転曲線を導出。
• 各銀河の後退側と接近側について、別個の回転曲線を抽出。
• 速度曲線の形状に基づき、5つの運動的タイプ（対称的、全体的オフセット、局所的歪み、交差曲線）に銀河を分類。
• 回転曲線のプラットフォーム領域における最大速度の平均値から、運動的摂動パラメータε_kinを計算。
• 正確な運動的モデリングを確保するため、系統的径、位置角、傾き、動的中心を用いた。
• R25を超えたH i分布の広がりに依存する非対称性の頻度とその依存関係を評価する統計解析を実施。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 WHISP銀河の何パーセントが顕著な運動的非対称性を示し、それはどのように定量化されるか？
• RQ2 後退側と接近側の回転曲線はどのように異なるのか？この解析からどのような運動的タイプが生じるか？
• RQ3 摂動パラメータε_kinは、銀河ハローにおける全体的非対称性を信頼性高く反映しているか？
• RQ4 局所的歪みは、ε_kinによる全体的非対称性の測定にどのように影響を与えるか？
• RQ5 特に潮汐相互作用を含む物理的メカニズムは、観測された運動的非対称性をどのように説明できるか？

主な発見

• 70個のWHISP銀河のうち36%が、後退側と接近側の最大回転速度に顕著な差を示し、全体的非対称性を示している。
• 非対称ポテンシャルの平均摂動パラメータε_kinは0.056であり、ハローのポテンシャルに中程度のが検出可能な非対称性があることを示している。
• タイプ2銀河（後退側と接近側の速度に一定のオフセット）とタイプ5銀河（曲線が交差）が最も多く、これらはしばしば近接した伴銀星やH i雲と関連している。
• 局所的歪みを示す銀河では、摂動パラメータε_kinは信頼性が低く、プラットフォーム領域に影響を受けるかにより、非対称性を低くまたは高く見積もる可能性がある。
• 20%の銀河ではH iデータがR25を越えていないため、径方向のカバー範囲が不十分で、ε_kinの測定精度が制限されている。
• 本研究では、運動的非対称性が一般的であることが確認され、回転曲線モデリングにおいて方位対称性を仮定すると、質量分布の推定に顕著な誤差が生じる可能性がある。