[論文レビュー] 1.65 micron (H-band) surface photometry of galaxies. VII: dwarf galaxies in the Virgo cluster

G. Gavazzi, S. Zibetti+4 more|ArXiv.org|Apr 6, 2001

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 23被引用数 27

ひとこと要約

本研究では、バーゴー銀河団に属する75個の矮星銀河について、Hバンド（1.65 μm）の表面輝度測光を実施し、de Vaucouleurs法、指数法、混合（バルジ＋ディスク）法、截断法の各モデルを用いて光度分布をモデル化した。その結果、光度集中度（C31）とプロファイル型はハッブル型ではなく、光度に強く依存することが判明した。10^10 L⊙未満の銀河では純粋なde Vaucouleursプロファイルは存在せず、高光度銀河では混合プロファイルが優勢となることから、構造的進化は形態ではなく質量に起因している可能性が示唆された。

ABSTRACT

We present near-infrared H-band (1.65micron) observations and surface brightness profile decompositions for 75 faint (13.5 < m_p < 18.5) galaxies, primarily taken among dwarf Ellipticals members of the Virgo cluster. We model their surface brightness profiles with a de Vaucouleurs (D), exponential (E), mixed (bulge+disk or M) or truncated (T) law, and we derive for each galaxy the H band effective surface brightness (mu_e) and effective radius (r_e), the asymptotic total magnitude H_T and the light concentration index C_31. Combining the present data with those previously obtained by our group (1157 objects) we analyze the NIR properties of a nearly complete sample, representative of galaxies of all morphological types, spanning 4 decades in luminosity. We confirm our earlier claim that the presence of cusps and extended haloes in the light profiles (C_31>5) is a strong, non-linear function of the total luminosity. We also find that: i) among dEs and dS0s galaxies D profiles are absent; 50% of the decompositions are of type M, the remaining being of type E or T. ii) Less than 50% of the giant elliptical galaxies have pure D profiles, the majority being represented by M profiles. iii) Most giant galaxies (from elliptical to Sb) have M profiles. iv) Most of late type spirals (Scd to BCD) have either E or T profiles. v) The type of decomposition is a strong function of the total H band luminosity, independent of the Hubble classification: the fraction of type E decompositions decreases with increasing luminosity, while those of type M increase with luminosity. Pure D profiles are absent in the low luminosity range L_H<10^10 solar and become dominant above 10^11 solar, while T profiles are present only among low luminosity galaxies.

研究の動機と目的

• 4台の望遠鏡を用いて、バーゴー銀河団の明るさが低い矮星銀河の深さのあるHバンド表面測光を得ること。
• これらの銀河の光度分布を、de Vaucouleurs法、指数法、混合法、截断法の各モデルでモデル化すること。
• 光度と形態的タイプに応じた構造パラメータ（μe、re、HT、C31）の変動を調査すること。
• 矮星銀河の構造的性質が、光度かハッブル型のどちらとより強く相関しているかを検証すること。
• プロファイル形態の進化的意味を考察し、銀河形成シナリオに与える示唆を明らかにすること。

提案手法

• ESO/NTT、TNG、サンペドロマーティル2.1m、OHP 1.2m望遠鏡を用いて、Hバンド（1.65 μm）の画像データを取得した。
• de Vaucouleurs（D）、指数（E）、混合（M）、截断（T）の4つのモデル法を用いて、表面輝度プロファイルの分解を実施した。
• 主な構造的パラメータを導出：有効表面輝度（μe）、有効半径（re）、全恒星マグニチュード（HT）、集中度指数 C31 = r75/r25。
• 一部のサンプルに対して、BバンドおよびVバンドデータと照合し、B-HおよびB-V色プロファイルを計算した。
• 先行データと統合することで、全光度範囲4マグニチュードにわたる818個の銀河をカバーするほぼ完全なサンプルを構築した。
• 統計的解析を用いて、ハッブル型に依存しない形で、プロファイル型とC31が全Hバンド光度と相関するかを評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 バーゴー銀河団の矮星銀河において、Hバンド光度分布の分解（D、E、M、T）はどのように変化するか？
• RQ2 中心のくぼみ（cusp）と延長したハロー（halo）の存在（C31で定量化）は、全光度かハッブル型の関数として成立するか？
• RQ3 dE-peculiar銀河は、その光度的パラメータから、dEsとdIsの間の構造的リンクを示しているのだろうか？
• RQ4 純粋なde Vaucouleurs（D）プロファイルの頻度は、銀河の光度にどのように変化するか？
• RQ5 NIRにおける構造的パラメータは、モノリティック崩壊や合体といった進化的プロセスをどの程度反映しているのか？

主な発見

• Hバンド光度が10^10 L⊙未満の銀河では、純粋なde Vaucouleurs（D）プロファイルは存在せず、10^11 L⊙を超えると支配的になる。
• 指数（E）プロファイルの割合は光度が増加するにつれて減少するが、混合（M）プロファイルの割合は増加するため、光度駆動型の構造的進化が示唆される。
• 截断（T）プロファイルは、低光度銀河にのみ見られ、10^10 L⊙を超えると一切観測されない。
• 光度集中度指数C31は、全光度に対して強く非線形的に依存しており、高光度銀河でのみ高い値（中心のくぼみと延長ハローを示唆）を示す。
• dE-peculiar銀河の構造的パラメータは、後期型矮星銀河（dIs）と区別がつかないため、dEsとdIsの間の欠けたリンクである可能性が示唆される。
• 巨大楕円銀河では、50％未満の銀河に純粋なDプロファイルが見られ、大多数はM（バルジ＋ディスク）プロファイルで最もよく記述されるため、巨大小さな系でも複雑な構造的成分が存在することが示唆される。