[논문 리뷰] Deep surface photometry of edge-on spirals in Abell galaxy clusters: constraining environmental effects

B. X. Santiago, Tibério Borges Vale|ArXiv.org|2008. 04. 29.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 26인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 아벨 은하단에 있는 네 개의 경사진 나선파란 은하에 대해 I-대역과 r-대역 표면광도 측정을 수행하여, 얇은 디스크와 두꺼운 디스크의 구조적 매개변수에 미치는 환경적 영향을 평가한다. 주축 및 보조축을 따라 프로파일 피팅을 수행한 결과, 디스크의 스케일길이와 스케일높이가 필드 은하와 일치함을 확인하여, 고밀도 은하단 환경에서도 디스크 크기에 대한 환경적 영향이 미미함을 시사한다.

ABSTRACT

There is a clear scarcity of structural parameters for stellar thick discs, especially for spiral galaxies located in high-density regions, such as galaxy clusters and compact groups. We have modelled the thin and thick discs of 4 edge-on spirals located in Abell clusters: NGC 705, ESO243G49, ESO187G19, LCSBS0496P. Deep I band images of NGC 705 were taken from the HST archive, whereas the remaining images were obtained with the Southern Telescope for Astrophysical Research (SOAR) in Gunn r filter. They reached surface brightness levels of $μ_I \simeq 26.0$ mag arcsec$^{-2}$ and $μ_r \simeq 26.5$ mag arcsec$^{-2}$, respectively. Profiles were extracted from the deep images, in directions both parallel and perpendicular to the major axis. Profile fits were carried out at several positions, yielding horizontal and vertical scale parameters for both thin and thick disc components. The extracted profiles and fitted disc parameters vary from galaxy to galaxy. Two galaxies have a horizontal profile with a strong down-turn at outer radii, preventing a simple exponential from fitting the entire range. For the 2 early-type spirals, the thick discs have larger scalelengths than the thin discs, whereas no trend is seen for the later types . Both the thin and thick discs sampled tend to have similar scalelengths and scaleheights when compared to typical field disc galaxies. However, the thin disc parameters of the 2 farthest galaxies, both late-type spirals, may be significantly affected by seeing effects. Taken at face value, our results suggest that environment plays a minor role in determining the thin and thick disc sizes.

연구 동기 및 목표

• 고밀도 아벨 은하단에 위치한 경사진 나선파란 은하의 얇은 디스크와 두꺼운 디스크의 구조적 매개변수를 제약하는 것.
• 밀도가 높은 은하단 지역에서의 환경적 영향이 은하의 별 디스크 크기와 형태에 미치는 영향을 조사하는 것.
• 은하단 내 은하의 디스크 매개변수를 일반적인 필드 나선파란 은하와 비교하여 환경 의존성을 평가하는 것.
• 향후 디스크 구성요소에 대한 환경적 영향의 통계적 분석을 위한 기초 데이터셋을 제공하는 것.

제안 방법

• HST를 이용한 깊은 I-대역 및 SOAR를 이용한 r-대역 이미징으로 표면광도 한계를 각각 μI ≈ 26.0 및 μr ≈ 26.5 mag arcsec⁻²로 확보하였다.
• 주축을 따라 및 그에 수직한 방향으로 표면광도 프로파일을 추출하였다.
• 이중 구성 요소 광도 모델(지수함수 + 지수함수 또는 sech²)을 반경 및 수직 프로파일에 피팅하여 얇은 디스크와 두꺼운 디스크 성분을 분리하였다.
• 다양한 위치에서 프로파일 피팅을 적용하여 두 디스크 성분의 스케일길이(R₀)와 스케일높이(z₀)를 유도하였다.
• 특히 먼 은하에 대해 볼록도 영향을 평가하였으며,未래 향상의 목적으로 탈구성 모델링 개발 중이다.
• 관측된 중간면 표면광도와 기대되는 값 간의 비교를 통해 먼지 흡수를 추정하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 아벨 은하단의 경사진 나선파란 은하에서의 얇은 디스크와 두꺼운 디스크의 구조적 매개변수는 고립된 필드 은하와 유의미하게 다를까?
• RQ2 고밀도 은하단 지역에서 디스크 스케일길이와 스케일높이에 환경적 영향이 측정 가능한가?
• RQ3 은하단 내 나선파란 은하에서 다양한 반경에서 두꺼운 디스크와 얇은 디스크의 기여 비율은 어떻게 변화하는가?
• RQ4 먼저 은하의 구조적 매개변수 측정 정확도에 볼록도 영향이 얼마나 심각하게 영향을 미치는가?
• RQ5 은하단 내 나선파란 은하에서 필드 은하에 비해 절단 반경 또는 반-절단 특징이 더 흔한가?

주요 결과

• 두 은하(Eso243G49 및 NGC 705)의 반경 프로파일은 외곽 반경에서 하강 경향을 보이며, 전체 범위에서 단일 지수함수 피팅이 불가능하다.
• 두 조기형 나선파란의 경우 두꺼운 디스크의 스케일길이가 얇은 디스크보다 더 크며, 비율 R₀₂/R₀₁ ≈ 1.4로 문헌 값과 일치한다.
• 두 늦은형 나선파란(Eso187G19 및 LCSBS0496P)의 경우 R₀에 대한 유의미한 경향을 발견하지 못하였으며, 거리가 멀어 볼록도 영향으로 인해 얇은 디스크 매개변수가 영향을 받을 수 있다.
• 두꺼운 디스크 대 얇은 디스크 스케일높이 비율 z₀₂/z₀₁은 세 은하에서 약 4, LCSBS0496P에서는 8로, 이전 연구와 일치한다.
• ESO243G49와 ESO187G19에서는 두꺼운 디스크가 빛의 10% 기여하며, NGC 705에서는 중간 반경에서 30%, LCSBS0496P의 중간면에서는 약 2% 기여한다.
• 은하단 중심에 가까이 위치해 있고 천체역학적 압박이 예상되지만도, 디스크의 구조적 매개변수는 필드 은하와 유사하여 환경적 영향이 디스크 크기에 거의 미치지 못함을 시사한다.