[논문 리뷰] The near-infrared SO survey III : morphology of 15 southern early-type disk galaxies

E. Laurikainen, H. Salo외 3명|arXiv (Cornell University)|2006. 09. 13.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 74인용 수 57

한 줄 요약

이 연구는 고해상도 K_s-대역 영상으로 15개의 남반구 초기형 디스크은하를 분석하여 그 구조적 구성요소를 조사한다. 2차원 구조 분해와 푸리에 분석을 적용한 결과, S0은하에서 허위-벌레지(의심스러운 별성)의 강력한 증거를 발견하였으며, 10개의 은하에서 복합체의 세르시 지수 n ≈ 2 수준을 보이며, 이는 디스크 유사 성질을 띠는 허위-벌레지의 존재를 시사한다. 또한 핵 구조물인 고리와 바와 같은 구조를 발견하여, 낮은 B/T 시스템을 통해 나선은하와 S0은하 간의 가능한 진화적 연관성을 제기한다.

ABSTRACT

Structural analysis has been performed for a sample of 15 Southern early-type disk galaxies, mainly S0s, using high resolution $K_s$-band images. The galaxies are mostly barred and many of them show multiple structures including bars and ovals, typical for S0s. The new images are of sufficient quality to reveal new detail on the morphology of the galaxies. For example, we report a hitherto undetected nuclear ring in NGC 1387, a nuclear bar in NGC 1326, and in the residual image also a weak primary bar in NGC 1317. For the galaxies we (1) measure the radial profiles of the orientation parameters derived from the elliptical isophotes, (2) apply Fourier methods for calculating tangential forces, and particularly, (3) apply structural decomposition methods. For galaxies with multiple structures a 2-dimensional method is found to be superior to a 1-dimensional method, but only if in addition to the bulge and the disk, at least one other component is taken into account. {\it We find strong evidence of pseudo-bulges in S0s}: ten of the galaxies have the shape parameter of the bulge near to $n$ = 2, indicating that the bulges are more disk-like than following the R$^{1/4}$-law. Also, six of the galaxies have either nuclear rings, nuclear bars or nuclear disks. In all non-elliptical galaxies in our sample the $B/T < $ 0.4, as typically found in galaxies having pseudo-bulges. In two of the galaxies the $B/T$ flux ratio is as small as in typical Sc-type spirals. This might be the hitherto undiscovered link in the scenario in which spirals are transformedinto S0s. Also, bars in S0s are found to be shorter and less massive, and have smaller bar torques than bars in S0/a-type galaxies.

연구 동기 및 목표

• 고해상도 근적외선 영상 기반으로 남반구 초기형 디스크은하, 특히 S0은하의 구조적 복잡성을 조사하기 위해.
• 이러한 S0은하의 복합체가 고전적인 R^{1/4}-법칙을 따르는지 아니면 허위-벌레지가 특징적인 디스크 유사 성질(n ≈ 2)을 띠는지 확인하기 위해.
• 바, 타원형, 핵 고리, 핵 바와 같은 다중 구조적 구성요소를 식별하고 특성화하기 위해.
• 특히 나선은하에서 S0은하로의 전환 과정과 관련하여, 바의 특성과 질량이 S0은하의 진화에 미치는 영향을 평가하기 위해.

제안 방법

• 15개의 남반구 S0은하의 근적외선 형태를 연구하기 위해 고해상도 K_s-대역 영상을 확보하기 위해.
• 타원형 이소포트에서 유도된 방향성 매개변수의 반경 프로파일을 측정하여 구조적 변동을 추적하기 위해.
• 타원형 푸리에 분해를 적용하여 접선력과 역학적 구조를 유추하기 위해.
• 복합 형태를 모델링하기 위해 복합체, 디스크, 추가 구성요소를 포함한 2차원 구조 분해 기법을 적용하기 위해.
• 1D 및 2D 분해 기법을 비교하여 다중 구성요소를 해결하는 데서의 효과성을 평가하기 위해.
• 복합체의 세르시 지수 n과 B/T 광도 비율을 정량화하여 복합체 유형을 분류하고 나선은하와의 구조적 유사성을 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 S0은하의 복합체가 고전적인 R^{1/4}-법칙을 따르는지 아니면 디스크 유사 성질(n ≈ 2)을 보이며, 이는 허위-벌레지의 존재를 시사하는가?
• RQ2 S0은하에서 고리, 바 또는 디스크와 같은 핵 구조의 증거는 무엇이 있는가?
• RQ3 S0은하의 바 특성(길이, 질량, 토크)은 S0/a형 은하의 바와 어떻게 비교되는가?
• RQ4 S0은하에서 낮은 B/T 광도 비율은 나선은하와 S0은하 사이의 빠진 진화적 연결 고리를 나타내는가?
• RQ5 다중 구조적 구성요소를 가진 은하에서는 2D 구조 분해가 1D 방법보다 더 효과적인가?

주요 결과

• 15개 은하 중 10개는 복합체 세르시 지수 n ≈ 2 수준을 보이며, 이는 고전적인 R^{1/4}-법칙 복합체가 아닌 디스크 유사 성질을 띠는 허위-벌레지의 형태를 나타낸다.
• NGC 1387에서는 핵 고리를, NGC 1326에서는 핵 바를, NGC 1317에서는 약한 주 바를 각각 처음으로 확인하였으며, 이는 이전에 미발견된 구조였다.
• 6개의 은하는 고리, 바 또는 디스크와 같은 핵 구조를 보이며, 복잡한 내부 역학을 지지한다.
• 표본 내 타원형이 아닌 모든 은하는 B/T 광도 비율 < 0.4를 보이며, 이는 허위-벌레지 특성과 일치한다.
• 두 은하에서는 B/T 비율이 일반적인 Sc형 나선은하와 유사하여, 나선은하에서 S0은하로의 잠재적 진화 경로를 시사한다.
• S0은하의 바들은 더 짧고, 덜 질량이 있으며, 바 토크도 S0/a형 은하의 바보다 작다.