[논문 리뷰] 1.65 micron (H-band) surface photometry of galaxies. VII: dwarf galaxies in the Virgo cluster

G. Gavazzi, S. Zibetti외 4명|ArXiv.org|2001. 04. 06.

Stellar, planetary, and galactic studies참고 문헌 23인용 수 27

한 줄 요약

이 연구는 바이로 클러스터의 75개의 난쟁이 은하에 대해 H-대역(1.65 μm) 표면광도를 제시하며, de Vaucouleurs, 지수, 혼합(bulge+disk), 또는 절단된 법칙을 사용하여 빛의 분포를 모델링한다. 빛의 집중도(C31)와 프로파일 유형은 허블 유형이 아니라 빛의 강도에 따라 강하게 의존하는 것으로 나타났다. 순수한 de Vaucouleurs 프로파일은 10^10 L⊙ 이하에서는 존재하지 않으며, 고광도 은하에서는 혼합 프로파일이 지배적이므로 질량에 따라 결정되는 구조적 진화가 일어나는 것으로 보인다.

ABSTRACT

We present near-infrared H-band (1.65micron) observations and surface brightness profile decompositions for 75 faint (13.5 < m_p < 18.5) galaxies, primarily taken among dwarf Ellipticals members of the Virgo cluster. We model their surface brightness profiles with a de Vaucouleurs (D), exponential (E), mixed (bulge+disk or M) or truncated (T) law, and we derive for each galaxy the H band effective surface brightness (mu_e) and effective radius (r_e), the asymptotic total magnitude H_T and the light concentration index C_31. Combining the present data with those previously obtained by our group (1157 objects) we analyze the NIR properties of a nearly complete sample, representative of galaxies of all morphological types, spanning 4 decades in luminosity. We confirm our earlier claim that the presence of cusps and extended haloes in the light profiles (C_31>5) is a strong, non-linear function of the total luminosity. We also find that: i) among dEs and dS0s galaxies D profiles are absent; 50% of the decompositions are of type M, the remaining being of type E or T. ii) Less than 50% of the giant elliptical galaxies have pure D profiles, the majority being represented by M profiles. iii) Most giant galaxies (from elliptical to Sb) have M profiles. iv) Most of late type spirals (Scd to BCD) have either E or T profiles. v) The type of decomposition is a strong function of the total H band luminosity, independent of the Hubble classification: the fraction of type E decompositions decreases with increasing luminosity, while those of type M increase with luminosity. Pure D profiles are absent in the low luminosity range L_H<10^10 solar and become dominant above 10^11 solar, while T profiles are present only among low luminosity galaxies.

연구 동기 및 목표

• 4台의 망원경을 사용하여 바이로 클러스터의 희미한 난쟁이 은하에 대해 깊은 H-대역 표면광도를 확보하기 위해.
• 이 은하들의 빛 분포를 de Vaucouleurs, 지수, 혼합, 또는 절단된 법칙을 사용하여 모델링하기 위해.
• 구조적 매개변수(μe, re, HT, C31)가 빛의 강도와 형태학적 유형에 따라 어떻게 변하는지 조사하기 위해.
• 난쟁이 은하의 구조적 특성이 빛의 강도 또는 허블 유형과 더 잘 상관되는지 테스트하기 위해.
• 은하 형성 시나리오에 대한 프로파일 형태학의 진화적 의미를 탐색하기 위해.

제안 방법

• ESO/NTT, TNG, San Pedro Martir 2.1 m, OHP 1.2 m 망원경을 사용하여 H-대역(1.65 μm) 이미징 데이터를 확보하였다.
• de Vaucouleurs(D), 지수(E), 혼합(M), 절단된(T) 4가지 모델 법칙을 사용하여 표면 밝기 프로파일 분해를 수행하였다.
• 핵심 구조적 매개변수를 유도: 효과적 표면 밝기(μe), 효과적 반경(re), 총 등급(HT), 집중도 지수 C31 = r75/r25.
• 하나의 부분 샘플에 대해 B 및 V 대역 데이터와의 NIR 광도를 비교하여 B-H 및 B-V 색 프로파일을 계산하였다.
• 이전 데이터와 융합하여 총 4개의 등급에 걸쳐 빛의 강도가 변하는 818개의 은하를 포함하는 거의 완전한 샘플을 구성하였다.
• 통계적 분석을 사용하여 프로파일 유형과 C31가 허블 유형과 무관하게 총 H-대역 빛의 강도와 상관관계가 있음을 확인하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 바이로 클러스터의 난쟁이 은하들에서 H-대역 빛 분포 분해(D, E, M, T)는 어떻게 변화하는가?
• RQ2 중앙 촉진부와 확장된 외곽부(표현된 C31로 측정)의 존재는 총 빛의 강도 또는 허블 유형의 함수인가?
• RQ3 dE-peculiar 은하들은 그들의 광학적 매개변수에 의해 dEs와 dIs 사이의 구조적 연결고리로 간주될 수 있는가?
• RQ4 순수한 de Vaucouleurs(D) 프로파일의 빈도는 은하의 빛의 강도에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ5 NIR의 구조적 매개변수 중 어느 정도가 단일 붕괴 또는 융합과 같은 진화 과정을 반영하는가?

주요 결과

• 순수한 de Vaucouleurs(D) 프로파일은 H-대역 빛의 강도가 10^10 L⊙ 이하인 은하에서는 존재하지 않으며, 10^11 L⊙ 이상에서야 주로 나타난다.
• 지수(E) 프로파일의 비율은 빛의 강도가 증가함에 따라 감소하고, 혼합(M) 프로파일의 비율은 증가하여 빛의 강도에 따른 구조적 진화가 일어나는 것으로 나타났다.
• 절단된(T) 프로파일은 오직 저광도 은하에서만 발견되며, 10^10 L⊙ 이상에서는 전혀 관측되지 않았다.
• 빛의 집중도 지수 C31는 총 빛의 강도에 대해 강력하고 비선형적인 함수이며, 고광도 은하에서만 높은 값(중앙 촉진부와 확장된 외곽부를 나타냄)을 보였다.
• dE-peculiar 은하들은 늦은 유형의 난쟁이 은하(dIs)와 유사한 구조적 매개변수를 가지며, dEs와 dIs 사이의 빈곤한 연결고리일 수 있음을 시사한다.
• 거대 타원은하들 중 50% 미만이 순수한 D 프로파일을 가지며, 대부분은 M(bulge+disk) 프로파일로 가장 잘 기술된다. 이는 거대한 시스템에서도 복잡한 구조적 구성 요소가 존재함을 시사한다.