[논문 리뷰] Structure of the SMC - Stellar component distribution from 2MASS data

I. Gonidakis, E. Livanou외 6명|ArXiv.org|2008. 12. 04.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 7인용 수 23

한 줄 요약

이 연구는 근적외선 2MASS 데이터를 이용해 소마그ellan운성(SMC)의 항성 구성 성분 분포를 분석하여 그 구조적 특성, 연령에 따른 형태학적 특성, 운동학적 영향을 조사한다. 연구 결과, 오래된 항성 집단은 스케일 길이 1.25 kpc인 지수형 디스크 프로파일을 따르며, 천체구좌 기준 RA: 0h 51m, Dec: -73° 7′ (J2000.0) 중심에 위치해 있어 회전 운동과 암흑물질 영향 가능성을 시사한다. 이 중심은 HI 기체 분포와는 상당히 다름으로써, LMC 및 은하수와의 tidal 상호작용 때문일 가능성이 높다.

ABSTRACT

The spatial distribution of the SMC stellar component is investigated from 2MASS data. The morphology of the different age populations is presented. The center of the distribution is calculated and compared with previous estimations. The rotation of the stellar content and possible consequence of dark matter presence are discussed. The different stellar populations are identified through a CMD diagram of the 2MASS data. Isopleth contour maps are produced in every case, to reveal the spatial distribution. The derived density profiles are discussed. The older stellar population follows an exponential profile at projected diameters of about 5 kpc (~5 deg) for the major axis and ~4 kpc for the minor axis, centred at RA: 0h:51min, Dec: -73deg 7' (J2000.0). The centre coordinates are found the same for all the different age population maps and are in good accordance with the kinematical centre of the SMC. However they are found considerably different from the coordinates of the centre of the gas distribution. The fact that the older population found on an exponential disk, gives evidence that the stellar content is rotating, with a possible consequence of dark matter presence. The strong interactions between the MCs and the MilkyWay might explain the difference in the distributions of the stellar and gas components. The lack in the observed velocity element, that implies absence of rotation, and contradicts with the consequences of exponential profile of the stellar component, may also be a result of the gravitational interactions.

연구 동기 및 목표

• 근적외선 2MASS 데이터를 이용해 SMC 내 다양한 항성 집단의 공간 분포를 규명하는 것.
• 다양한 연령 그룹의 질량 중심을 특정하고 이전 운동학적 및 기체 분포 추정치와 비교하는 것.
• 항성 구성 성분이 회전 운동을 나타내는지 확인하고 암흑물질 존재에 대한 영향을 평가하는 것.
• 항성과 HI 기체 분포 중심 간의 불일치를 분석하고 그 원인을 동역학적 상호작용으로 기인하는지 조사하는 것.

제안 방법

• 연령에 따라 항성을 분류하기 위해 2MASS PSC 데이터로부터 색-등급도(CMDs)를 구성하는 것.
• 각 항성 집단의 공간 분포를 시각화하기 위해 등고선도(이소플레스 컨투어 맵)를 작성하는 것.
• 항성 구성 성분을 모델링하기 위해 반경 밀도 프로파일에 지수함수 및 거듭제곱함수를 적합시키는 것.
• 유도된 중심 좌표를 HI 데이터 및 허블 우주망원경(HST) 운동학적 측정치와 비교하는 것.
• 정확한 항성 질량 지도를 위해 고감도 및 낮은 흡착 효과를 갖는 2MASS 점원자료(PSC)를 사용하는 것.
• Stanimirovic 등(2004)의 라디오(HI) 데이터 분석을 통해 항성 분포와의 교차 비교를 수행하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 SMC의 오래된 항성 집단은 지수형 디스크 프로파일을 따르는가? 이는 회전 운동 지원을 의미하는가?
• RQ2 항성 질량 분포 중심 좌표는 HI 기체 중심 및 운동학적 중심과 어떻게 비교되는가?
• RQ3 SMC에서 항성과 기체 분포 중심 간의 오프셋은 무엇 때문인가?
• RQ4 관측된 항성 구조는 LMC 및 은하수와의 tidal 상호작용으로 설명될 수 있는가?
• RQ5 오래된 항성 집단에 지수형 디스크가 존재하는 것은 암흑물질 우세성 또는 회전 운동역학을 시사하는가?

주요 결과

• SMC의 오래된 항성 집단은 스케일 길이 1.25 kpc인 지수형 디스크 프로파일을 따르며, 중심은 RA: 0h 51m, Dec: -73° 7′ (J2000.0)이다.
• 모든 연령 그룹에서 항성 질량 분포 중심이 일관되며, HST 데이터로부터 유도된 운동학적 중심(RA: 0h 52m.8, Dec: -72° 30′)과 잘 일치한다.
• 항성 구성 성분의 중심은 Stanimirovic 등(2004)이 보고한 HI 기체 분포 중심과 상당히 다름으로써 구조적 오프셋을 나타낸다.
• 오래된 항성 집단의 지수형 프로파일은 회전 운동 지원을 시사하며, 이는 속도 데이터 기반으로 회전이 없다고 주장한 이전 연구와 모순된다.
• LMC 및 은하수와의 tidal 상호작용이 항성과 기체 분포 중심 간 오프셋과 강한 반경 속도 기울기 부재 원인으로 제안된다.
• 기체 구성 성분은 오래된 항성 집단보다 스케일 길이가 작다(0.42 kpc), 이는 더 농축되고 얇은 디스크와 일치한다.