[논문 리뷰] Near-infrared and optical broadband surface photometry of 86 face-on disk dominated galaxies. III. The statistics of disk and bulge parameters

Roelof S. de Jong|ArXiv.org|1996. 01. 02.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena인용 수 7

한 줄 요약

이 연구는 86개의 면대칭 디스크 지배은하의 근적외선 및 가시광선 광도를 분석하여 디스크와 부울지의 구조적 매개변수를 조사한다. 먼지와 천체 인구 효과를 최소화하기 위해 K-band 데이터를 사용한 결과, 프리먼의 법칙은 재정의되어야 하며, 중심 디스크 표면 밝기는 상한선이 존재하지만 단일 선호 값은 없으며, 허블 유형이 부울지의 효율 표면 밝기보다 부울지 대 디스크 비율보다 더 강하게 상관됨을 밝혀낸다.

ABSTRACT

The statistics of the fundamental bulge and disk parameters of galaxies and their relation to the Hubble sequence were investigated by an analysis of optical and near-infrared observations of 86 face-on spiral galaxies. The availability of near-infrared K-passband data made it possible for the first time to trace fundamental parameters related to the luminous mass while hardly being hampered by the effects of dust and stellar populations. The observed number frequency of galaxies was corrected for selection effects to calculate volume number densities of galaxies with respect to their fundamental parameters. The main conclusions of this investigation are: 1) Freeman's law has to be redefined. There is no single preferred value for the central surface brightnesses of disks in galaxies. There is only an upper limit to the central surface brightnesses of disks, while for lower central surface brightnesses the number of galaxies per volume element decreases only slowly as function of the central surface brightness. 2) The Hubble sequence type index correlates strongly with the effective surface brightness of the bulge, much better than with the bulge-to-disk ratio. 3) The disk and bulge scalelengths are correlated. 4) These scalelengths are not correlated with Hubble type. Hubble type is a lengthscale-free parameter and each type therefore comes in a range of magnitudes (and presumably a range of total masses). 5) Low surface brightness spiral galaxies are not a separate class of galaxies. In a number of aspects they are a continuation of a trend defined by the high surface brightness galaxies. Low surface brightness galaxies are in general of late Hubble type.

연구 동기 및 목표

• 면대칭 나선은하에서 디스크 및 부울지 구조적 매개변수의 통계적 분포를 규명하기 위해.
• 먼지 감소 및 별 인구 효과가 가시광선 및 근적외선 대역에서 표면 광도 측정에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 허블 시퀀스 유형과 표면 밝기, 척도 길이 등의 기본 구조적 매개변수 간의 관계를 조사하기 위해.
• 저표면 밝기 은하가 고유의 클래스를 형성하는지, 아니면 고표면 밝기 은하에서 관찰된 추세의 연장선인지 조사하기 위해.
• 선택 효과를 보정하여 구조적 매개변수에 따라 부피 단위 수밀도를 유도하기 위해.

제안 방법

• 86개의 면대칭 디스크 지배 나선은하에 대해 가시광선(B, R) 및 근적외선(K) 대역에서 광폭 표면 광도 측정을 수행하였다.
• 먼지 감소 및 천체 인구 기울기 영향을 최소화하기 위해 K-band 데이터를 사용하여 빛나는 질량을 추적하였다.
• 이중 차원 표면 밝기 프로파일을 사용하여 디스크 및 부울지 성분을 재구성하기 위해 기울기 보정 기법을 적용하였다.
• 관측된 은하 수를 선택 효과에 따라 보정하여 중심 표면 밝기, 척도 길이, 허블 유형에 따라 부피 단위 수밀도를 도출하였다.
• 지수 디스크 및 Sersic 부울지 프로파일을 피팅하여 효율 반경, 표면 밝기, 척도 길이 등의 매개변수를 추출하였다.
• 통계적 방법을 사용하여 허블 유형과 구조적 매개변수 간의 상관관계를 분석하여 유의미성과 추세를 평가하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 프리먼의 법칙은 디스크 은하의 단일 선호 중심 표면 밝기를 유지하는가, 아니면 값의 분포가 존재하는가?
• RQ2 허블 시퀀스 유형은 부울지의 효율 표면 밝기와 부울지 대 디스크 빛의 비율 중 어느 쪽과 더 강하게 상관되는가?
• RQ3 디스크 및 부울지 척도 길이는 상관관계가 있으며, 허블 유형에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ4 저표면 밝기 은하가 고유의 클래스를 형성하는가, 아니면 고표면 밝기 은하에서 관찰된 추세의 연장선인가?
• RQ5 디스크 중심 표면 밝기 및 구조적 매개변수에 따라 은하의 부피 단위 수밀도는 어떻게 되는가?

주요 결과

• 프리먼의 법칙은 재정의되어야 한다: 디스크 은하의 단일 선호 중심 표면 밝기는 존재하지 않지만 상한선이 존재하며, 낮은 표면 밝기에서 은하의 수밀도는 느리게 감소한다.
• 허블 유형은 부울지 대 디스크 빛의 비율보다 부울지의 효율 표면 밝기와 더 강하게 상관되며, 이는 부울지 표면 밝기가 형태 유형의 더 나은 지표임을 시사한다.
• 디스크 및 부울지 척도 길이는 유의미하게 상관되며, 이는 이 성분들의 크기 간의 물리적 연관성을 시사한다.
• 허블 유형은 디스크 또는 부울지 척도 길이와 상관되지 않으며, 이는 허블 유형이 척도 길이에 영향을 받지 않는 파rameter이며, 각 유형이 다양한 총 질량과 크기를 포함함을 확인한다.
• 저표면 밝기 나선은하는 별개의 클래스가 아니라 주로 늦은 허블 유형에서 관찰된 추세의 연장선을 이룬다.
• K-band 광도 측정을 사용하면 더 신뢰할 수 있는 빛나는 질량 추적 가능하며, 구조적 매개변수 추정에서 먼지 및 천체 인구 효과에 의한 편향을 줄일 수 있다.