[論文レビュー] The z-structure of disk galaxies towards the galaxy planes

Richard de Grijs, R. F. Peletier+1 more|ArXiv.org|Jul 7, 1997

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、近赤外K'バンドのダストに左右されないデータを用いて、高傾斜角銀河の垂直光度分布（z-構造）を分析する。観測されたプロファイルは、sech²と指数関数的形状の中間的であることが判明し、シミュレーションにより、完全に側面を向いていない銀河における本質的な指数関数的垂直表面輝度分布がこれに一致することが示唆される。これは、銀河タイプにかかわらず、銀河形成過程の根本的で本質的なプロセスであることを示している。

ABSTRACT

We present a detailed study of a statistically complete sample of highly inclined disk galaxies in the near-infrared K' band. Since the K'-band light is relatively insensitive to contamination by galactic dust, we have been able to follow the vertical light distributions all the way down to the galaxy planes. The mean levels for the sharpness of the K'-band luminosity peaks indicate that the vertical luminosity distributions are more peaked than expected for the intermediate sech(z) distribution, but rounder than exponential. Since projection of not completely edge-on galaxies onto the plane of the sky causes vertical luminosity profiles to become rounder, we have performed simulations that show that it is possible that all our galaxies can have intrinsically exponential vertical surface brightness distributions. We find that the profile shape is independent of galaxy type, and varies little with position along the major axis. The fact that we observe this in all our sample galaxies indicates that the formation process of the galaxy disks perpendicular to the galaxy planes is a process intrinsic to the disks themselves.

研究の動機と目的

• 近赤外K'バンドデータを用いて、銀河平面付近のディスク銀河の垂直光度分布（z-構造）を研究すること。
• 光学バンドではダスト減光の制限があるため、ダストに左右されにくいK'バンドを用いてこれを克服すること。
• 観測された垂直プロファイルが、本質的指数分布またはsech²分布と整合するかどうかを特定すること。
• プロファイル形状が銀河タイプや主軸に沿った位置に依存しないかどうかを調査すること。
• 完全に側面を向いていない方向からの投影効果が、観測されたプロファイルの丸みを説明できるかどうかを評価すること。

提案手法

• 分析の対象として、統計的に完全な高傾斜角ディスク銀河のサンプルを選定した。
• 近赤外K'バンド画像を用いて垂直光度分布を追跡し、ダスト減光の影響を最小限に抑えた。
• 垂直表面輝度プロファイルを測定し、理論的モデル（指数関数的およびsech²(z)分布）と比較した。
• 視点角度の影響がプロファイル形状に与える影響を評価するため、非側面を向いた銀河を天球面上に投影するシミュレーションを実施した。
• 観測されたプロファイルの鋭さを定量化し、モデル予測と比較することで、本質的プロファイル形状を推定した。
• 銀河タイプおよび主軸に沿った位置を関数としてプロファイル形状を分析し、系統的な変化の有無を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 K'バンドデータを用いて銀河平面付近で推定される、ディスク銀河の本質的垂直表面輝度プロファイル形状は何か？
• RQ2 非側面を向いた視点からの投影効果が、垂直光度プロファイルの観測形状にどの程度影響を及ぼすか？
• RQ3 垂直プロファイル形状は銀河タイプや主軸に沿った位置に依存しないか？
• RQ4 指数関数的およびsech²の中間的形状である観測プロファイルは、傾斜した角度から見られる本質的指数プロファイルによって説明可能か？
• RQ5 ディスク銀河の垂直構造は、ディスク形成プロセスの本質的性質を反映しているか？

主な発見

• 観測された垂直光度プロファイルは、sech²(z)分布よりも鋭く、純粋な指数関数よりも丸くなっているため、中間的形状であることが示された。
• シミュレーションにより、観測されたプロファイルの丸みは、完全に側面を向いていない銀河の投影効果によって完全に説明可能であることが示された。
• サンプルに含まれるすべての銀河が、銀河タイプや主軸に沿った位置に関係なく、類似した垂直プロファイル形状を示した。
• すべてのサンプル銀河において、本質的垂直表面輝度分布は指数関数的プロファイルと整合的である。
• 異なる銀河間でプロファイル形状が一貫していることから、垂直構造形成プロセスがディスクそのものに内在するものであることが示唆された。
• K'-バンドデータは、銀河平面にまで光度分布を追跡でき、このバンドではダストの影響が最小限であることが確認された。