[論文レビュー] The Westerbork HI Survey of Spiral and Irregular Galaxies I. HI Imaging of Late-type Dwarf Galaxies

RA Swaters, TS van Albada+2 more|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|Apr 30, 2002

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 25被引用数 173

ひとこと要約

本論文は、WHISP調査の一環として、ウェスターブルク合成電波望遠鏡を用いて73個の後期型矮星族銀河の高解像度HIイメージングを提示する。矮星族銀河は、光学的直径の1.8±0.8倍の広がりを持つHIディスクを有しており、平均で1.5のHI光度比を示し、らせん銀河と同程度に非対称性（lopsidedness）を示しており、内部的または外部的プロセスによって引き起こされる広範な運動論的および形態的非対称性が示唆される。

ABSTRACT

Neutral hydrogen observations with the Westerbork Synthesis Radio Telescope are presented for a sample of 73 late-type dwarf galaxies. These observations are part of the WHISP project (Westerbork HI Survey of Spiral and Irregular Galaxies). Here we present HI maps, velocity fields, global profiles and radial surface density profiles of HI, as well as HI masses, HI radii and line widths. For the late-type galaxies in our sample, we find that the ratio of HI extent to optical diameter, defined as 6.4 disk scale lengths, is on average 1.8+-0.8, similar to that seen in spiral galaxies. Most of the dwarf galaxies in this sample are rich in HI, with a typical M_HI/L_B of 1.5. The relative HI content M_HI/L_R increases towards fainter absolute magnitudes and towards fainter surface brightnesses. Dwarf galaxies with lower average HI column densities also have lower average optical surface brightnesses. We find that lopsidedness is as common among dwarf galaxies as it is in spiral galaxies. About half of the dwarf galaxies in our sample have asymmetric global profiles, a third has a lopsided HI distribution, and about half shows signs of kinematic lopsidedness.

研究の動機と目的

• 先行のHI合成調査において不足している後期型矮星族銀河におけるHI含量および分布を体系的に調査すること。
• HI特性（質量、広がり、表面密度）と光学的特性（光度、表面輝度、スケール長）の関係を調査すること。
• 矮星族銀河のHI形態および運動論的特徴における非対称性（非対称性、潮汐構造など）の頻度と性質を評価すること。
• 将来の回転曲線、ダークマター、銀河進化に関する研究のための均質的で高解像度のHIデータセットを提供すること。

提案手法

• 高空間分解能を用いてウェスターブルク合成電波望遠鏡（WSRT）を用いてHI観測を行い、詳細なHIマップおよび速度場を生成した。
• データ還元には主 beam補正、イメージング、deconvolutionを適用し、クリーンなHIマップを作成し、全般的および半径方向の表面密度プロファイルを導出した。
• HI質量、ライン幅（W50）、HI直径（D_HI）は、統合プロファイルおよび放射の空間的広がりから導出された。
• 光学的特性（絶対等級、Rバンド光度、スケール長）は、RバンドCCD画像測光（論文II）から取得され、比較のために用いられた。
• 非対称性は、全般的なプロファイル、HI分布、運動論的マップの視覚的検査を通じて評価され、非対称性および潮汐特徴が同定された。
• 統計的分析により、HI光度比（M_HI/L_B）およびHI表面密度が、光度および表面輝度の階層にわたって比較された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 後期型矮星族銀河において、HIディスクの典型的な広がりは光学的ディスクに対してどの程度か？
• RQ2 矮星族銀河において、HI光度比（M_HI/L_B）は銀河の光度および表面輝度にどのように変化するか？
• RQ3 矮星族銀河は、らせん銀河と比較して、HI分布、全般的なプロファイル、運動論的特徴において非対称性（lopsidedness）をどの程度の頻度で示すか？
• RQ4 後期型矮星族銀河において、平均HI表面密度と光学的表面輝度の関係は何か？
• RQ5 矮星族銀河におけるHI非対称性は、相互作用や潮汐構造とどの程度関連しているか？

主な発見

• HI広がりと光学的直径の比（6.4スケール長で定義）は平均で1.8±0.8であり、らせん銀河と同程度だが、ばらつきが大きい。
• 多くの矮星族銀河はHIに富んでおり、典型的なM_HI/L_B比は1.5であり、光学光に対して強いHI支配が示唆される。
• M_HI/L_B比は、明るさが低い絶対等級に向かって増加し、光学的表面輝度が低い傾向にあることから、明るさが低く、より広がりのある矮星族銀河ではHI含有量が増加していることが示唆される。
• 平均光学的表面輝度が低い矮星族銀河では、平均HI表面密度も低く、光度密度が40倍変化する間隔でHI密度は約4倍にしか変化しない。
• 非対称性（lopsidedness）は、矮星族銀河とらせん銀河の両方で同程度に頻発する：約50％が非対称な全般的なプロファイルを示し、約33％が非対称なHI分布を示し、約50％が運動論的非対称性を示す。
• 多くの孤立した矮星族銀河は、長期間にわたる非対称性の兆候を示しており、非対称性が長期間にわたって持続するか、あるいは最近の相互作用ではなく内部的プロセスによって駆動されている可能性を示唆している。