[논문 리뷰] The Westerbork HI Survey of Spiral and Irregular Galaxies I. HI Imaging of Late-type Dwarf Galaxies

RA Swaters, TS van Albada외 2명|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|2002. 04. 30.

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena참고 문헌 25인용 수 173

한 줄 요약

이 논문은 WHISP 조사의 일환으로 웨스터버르크 합성 전파망원경을 사용하여 73개의 늦은 유형의 난쟁이 은하에 대한 고해상도 HI 영상 결과를 제시한다. 난쟁이 은하는 평균적으로 광학 지름의 1.8±0.8배에 이르는 확장된 HI 디스크를 가지며, 평균적으로 1.5의 높은 HI-광도 비율을 보이며, 나비에르 은하와 마찬가지로 비대칭성을 자주 나타내어 내부 또는 외부 과정에 의해 광범위하게 퍼진 운동학적 및 형상 비대칭성이 존재함을 시사한다.

ABSTRACT

Neutral hydrogen observations with the Westerbork Synthesis Radio Telescope are presented for a sample of 73 late-type dwarf galaxies. These observations are part of the WHISP project (Westerbork HI Survey of Spiral and Irregular Galaxies). Here we present HI maps, velocity fields, global profiles and radial surface density profiles of HI, as well as HI masses, HI radii and line widths. For the late-type galaxies in our sample, we find that the ratio of HI extent to optical diameter, defined as 6.4 disk scale lengths, is on average 1.8+-0.8, similar to that seen in spiral galaxies. Most of the dwarf galaxies in this sample are rich in HI, with a typical M_HI/L_B of 1.5. The relative HI content M_HI/L_R increases towards fainter absolute magnitudes and towards fainter surface brightnesses. Dwarf galaxies with lower average HI column densities also have lower average optical surface brightnesses. We find that lopsidedness is as common among dwarf galaxies as it is in spiral galaxies. About half of the dwarf galaxies in our sample have asymmetric global profiles, a third has a lopsided HI distribution, and about half shows signs of kinematic lopsidedness.

연구 동기 및 목표

• 이전의 HI 합성 조사에서 미흡하게 다뤄진 늦은 유형의 난쟁이 은하에서의 HI 함량과 분포를 체계적으로 연구하기 위해.
• HI 특성(질량, 확장 범위, 표면 밀도)과 광학적 특성(광도, 표면 밝기, 스케일 길이) 간의 관계를 조사하기 위해.
• 난쟁이 은하의 HI 형상과 운동학에서 비대칭성(예: 비대칭성, 조수 구조)의 빈도와 성격을 평가하기 위해.
• 향후 회전곡선, 암흑물질, 은하 진화 연구를 위한 균일하고 고해상도의 HI 데이터셋을 제공하기 위해.

제안 방법

• 고해상도를 확보하기 위해 웨스터버르크 합성 전파망원경(WSRT)을 사용하여 HI 관측을 수행하여 세밀한 H I 지도와 속도장을 생성하였다.
• 데이터 감소 과정으로는 주 beam 보정, 이미징, deconvolution을 포함하여 청소된 H I 지도를 제작하고, 전반적 및 반경 방향 표면 밀도 프로파일을 유도하였다.
• 통합 프로파일과 방사형 확장 범위로부터 H I 질량, 선폭(W50), H I 지름(D_HI)을 유도하였다.
• 교차 비교를 위해 R-대역 CCD 광도측정(Paper II)을 통해 절대 등급, R-대역 광도, 스케일 길이 등의 광학적 특성을 확보하였다.
• 비대칭성은 전반적 프로파일, H I 분포, 운동학 지도의 시각적 점검을 통해 정량화하여 비대칭성과 조수 구조를 식별하였다.
• 통계 분석을 통해 빛에 대한 H I 비율(M_HI/L_B)과 H I 표면 밀도를 광도 및 표면 밝기 구간 간에 비교하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 늦은 유형의 난쟁이 은하에서 H I 디스크의 일반적인 확장 범위는 광학 디스크에 비해 어느 정도인가?
• RQ2 난쟁이 은하에서 빛에 대한 H I 비율(M_HI/L_B)은 은하 광도와 표면 밝기에 따라 어떻게 변화하는가?
• RQ3 난쟁이 은하에서 H I 분포, 전반적 프로파일, 운동학에서 비대칭성이 나비에르 은하와 비교해 얼마나 자주 나타나는가?
• RQ4 늦은 유형의 난쟁이 은하에서 평균 H I 열두께와 광학 표면 밝기 사이의 관계는 무엇인가?
• RQ5 난쟁이 은하의 H I 비대칭성은 상호작용이나 조수 구조와 어느 정도 관련되어 있는가?

주요 결과

• H I 확장 범위와 광학 지름의 비율(6.4 스케일 길이로 정의됨)은 평균적으로 1.8±0.8이며, 나비에르 은하와 유사하지만 산란이 더 크다.
• 대부분의 난쟁이 은하는 H I가 풍부하여 평균적으로 M_HI/L_B 비율이 1.5로, 광학 빛에 비해 H I가 우세함을 나타낸다.
• M_HI/L_B 비율은 더 어두운 절대 등급과 낮은 광학 표면 밝기로 갈수록 증가하며, 어두운, 더 흐린 난쟁이 은하에서 H I 함량이 증가함을 시사한다.
• 낮은 평균 광학 표면 밝기의 난쟁이 은하는 낮은 평균 H I 열두께를 가지며, 빛 밀도가 40배 감소하는 데 비해 H I 밀도는 약 4배 정도만 감소한다.
• 비대칭성은 난쟁이 은하에서 나비에르 은하와 마찬가지로 흔히 나타난다: 약 50%는 비대칭적인 전반적 프로파일을 보이며, 약 33%는 비대칭적인 H I 분포를 가지며, 약 50%는 운동학적 비대칭성을 나타낸다.
• 많은 고립된 난쟁이 은하에서 장기간 지속되는 비대칭성의 징후를 보이며, 이는 비대칭성이 최근의 상호작용이 아닌 내부 과정에 의해 유도되거나 장기간 지속될 수 있음을 시사한다.