[論文レビュー] The radial scale length of the Milky Way

Carlos Porcel, F. Garzón+2 more|arXiv (Cornell University)|Oct 17, 1997

Stellar, planetary, and galactic studies被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、Two Micron Galactic Survey (TMGS) の近赤外 K バンド光度測定を用いて、銀河のディスクの径方向スケール長を決定している。銀河平面から5°以上上方および下方の領域で、絶対等級がほぼ一定である K2-K5 III 巨星を選択することで、2.1 ± 0.3 kpc のスケール長が得られ、これは同様の外部スパイラル銀河における一般的な値と整合的である。

ABSTRACT

The radial scale length of the exponential component of the disc of the Milky Way has been determined in the near infrared. We have used the TMGS (Two Micron Galactic Survey) database which contains positions and K-magnitudes of about 700.000 stars distributed in serveral regions along the galactic plane. From those we have selected areas more than $5^\circ$ off the plane to minimize the effect of extinction and the contributions of the young disc; and with longitudes ranging from $30^\circ$ to $70^\circ$, to avoid contaminations from the central bulge, the bar and the molecular ring, in the inner end, and from the local arm, the warp and the truncation of the disc, in the outer end. We observed stars with magnitude $ 9 \leq m_K \leq 10 $. The use of the NIR K-band also reduces the effect of extinction. In the observation region, m_K=9.5 mag stars are K2-K5 III stars, with an absolute magnitude that is nearly constant, which also greatly simplifies the problem. We have obtained the value $2.1 \pm 0.3 kpc$ for the radial scale length, which is a typical value when compared with external galaxies of similar types.

研究の動機と目的

• 消光を最小限に抑えた堅牢な手法を用いて、銀河のディスクの径方向スケール長を決定すること。
• 中心バルジ、バー、分子リング、および外縁ディスク構造（たとえば、湾曲や切り詰め）からの汚染を低減すること。
• 絶対等級がほぼ一定である K2-K5 III 巨星の K バンド等級を活用し、距離推定を簡素化すること。
• 消光と若年ディスク寄与を低減するために、銀河平面から 5° 以上の離れた領域を選択することで、精度を向上させること。
• 外部スパイラル銀河の測定値と同等のものにすることで、銀河の構造に関する理解を深めること。

提案手法

• 約 700,000 順星の位置および K 等級を含む Two Micron Galactic Survey (TMGS) データベースを利用した。
• 消光を低減し、強いディスク構造による汚染を避けるために、銀経 >5° の領域を選択した。
• 内側構造（バルジ、バー、分子リング）および外縁特徴（局所アーム、湾曲、切り詰め）を避けるために、銀経 30° から 70° の範囲に焦点を当てた。
• K 等級が 9 から 10 の間にある星を選択した。これは、絶対等級がほぼ一定である K2-K5 III 巨星に対応する。
• 消光の影響を最小限に抑えるために K バンドを用い、距離およびスケール長推定の精度を向上させた。
• 選択領域における観測表面輝度プロファイルに指数的ディスクモデルを適合させ、径方向スケール長を導出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 近赤外 K バンドで測定した場合、銀河のディスクの径方向スケール長はどのくらいか？
• RQ2 スケール長推定において、消光および非ディスク構造由来の汚染をどのように低減できるか？
• RQ3 絶対等級がほぼ一定である K2-K5 III 巨星を用いることで、ディスクスケール長測定の精度はどの程度向上するか？
• RQ4 得られたスケール長は、同様の形態的タイプの外部スパイラル銀河の値とどのように比較できるか？
• RQ5 主な構造的特徴を避ける明確に定義された非平面領域から、一貫性があり信頼性の高いスケール長を取得できるか？

主な発見

• 近赤外 K バンド光度測定を用いて、銀河のディスク径方向スケール長は 2.1 ± 0.3 kpc と測定された。
• K2-K5 III 巨星の絶対等級がほぼ一定であるという特徴を活用することで、距離推定が著しく簡素化され、精度が向上した。
• 観測領域（30° ≤ l ≤ 70°、|b| > 5°）の選択により、中心バルジ、バー、分子リング、および外縁ディスク特徴からの汚染が効果的に回避された。
• 得られたスケール長は、同様の形態的タイプの外部スパイラル銀河で観測される一般的な値と整合的である。
• 近赤外 K バンドデータにより、消光の影響が軽減され、測定の信頼性が向上した。
• 結果は、銀河の星間ディスクに対して指数的ディスクモデルが近赤外域でも適用可能であることを支持している。