[论文解读] A Catalog of Edge-on Disk Galaxies: From Galaxies with a Bulge to Superthin Galaxies

Stefan Kautsch, E. K. Grebel+2 more|ArXiv.org|Sep 12, 2005

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 60被引用 47

一句话总结

本文基于史隆数字巡天（SDSS）的均匀选取样本，提供了3,169个侧向盘状星系的星表，按核球成分和形态类型进行分类。研究发现约15%为平坦的无核球星系，表明其在中等质量恒星形成系统中普遍存在，对标准宇宙学模型构成挑战，因为后者难以在无重大并合的情况下形成如此高角动量的盘状结构。

ABSTRACT

The formation and evolution of disk-dominated galaxies is difficult to explain, yet these objects exist. We therefore embarked on a study aimed at a better understanding of these enigmatic objects. We used data from the SDSS DR1 in order to identify edge-on galaxies with disks in a uniform, reproducible, automated fashion. We identified 3169 edge-on disk galaxies, which we subdivided into disk galaxies with bulge, intermediate types, and simple disk galaxies without any obvious bulge component. We subdivided these types further into subclasses: Sa(f), Sb(f), Sc(f), Scd(f), Sd(f), Irr(f), where the (f) indicates that these galaxies are seen edge-on. A number of incompleteness effects affect our catalog, but it contains almost a factor of four more bulgeless galaxies with prominent simple disks (flat galaxies) within the area covered here than previous optical catalogs, which were based on the visual selection from photographic plates. We find that approximately 15% of the edge-on disk galaxies in our catalog are flat galaxies, demonstrating that these galaxies are fairly common, especially among intermediate-mass star-forming galaxies. Bulgeless disks account for roughly one third of our galaxies when also puffy disks and edge-on irregulars are included.(Abridged)

研究动机与目标

• 编制一个统计上可靠、均匀选取的侧向盘状星系样本，以研究无核球星系与超薄星系的形成与演化。
• 调查平坦无核球盘状星系的普遍性及其特性，这些星系在标准分层宇宙学模型中难以解释。
• 提供一个同质化的数据库，包含光度与结构参数，以支持对星系形态、环境及演化的后续研究。
• 评估光学星表中的不完整性效应，特别是尘埃消光与巡天限制的影响，并与以往的人工目视巡天进行比较。
• 探讨盘面表面亮度、宿主星系质量与通过内部不稳定性或并合历史导致核球形成可能性之间的关联。

提出的方法

• 利用史隆数字巡天（SDSS）数据发布1的五色测光数据，覆盖2,099平方度的天区。
• 应用一种自动化的、可重复的算法，基于轴比和SDSS影像中的形态特征识别侧向盘状星系。
• 将星系分类为Sa(f)、Sb(f)、Sc(f)、Scd(f)、Sd(f)和Irr(f)，其中'(f)'表示侧向取向。
• 将星系划分为三类主要类别：含核球的星系、中间类型星系，以及无明显核球成分的简单盘状星系。
• 考虑了系统性偏差，如尘埃消光、星系撕裂以及靠近明亮恒星的影响，这些因素会影响样本的完整性。
• 通过与RC3暗弱星系星表（RFGC）交叉验证，量化不完整性并评估本星表的统计优势。

实验结果

研究问题

• RQ1 在均匀选取的样本中，无核球平坦盘状星系在侧向盘状星系中有多普遍？
• RQ2 尘埃消光与巡天限制对侧向盘状星系星表完整性的影晌如何？
• RQ3 简单盘状星系（如表面亮度、尺度长度）的特性在多大程度上与宿主星系质量及角动量相关？
• RQ4 侧向星系的形态与结构参数如何为冷暗物质模型中的盘状星系形成提供信息？
• RQ5 沿核球-盘状连续体观测到的盘状星系类型分布，能否通过如棒驱动不稳定性或气体吸积等内部过程来解释？

主要发现

• 星表包含3,169个侧向盘状星系，其中约15%被分类为平坦无核球星系（Sd(f)及类似类型），表明其相对丰富。
• 无核球星系，包括蓬松型和侧向不规则星系，约占总样本的三分之一，凸显其在盘状星系群体中的重要性。
• 由于SDSS数据在深度、分辨率和同质性方面的优势，本星表中的无核球星系数量几乎是以往基于底片的光学星表的四倍。
• 中间形态类别（占样本的50%）中约有440个星系表现为无核球，表明核球主导与简单盘状星系之间的界限并非分明，而是连续的。
• 简单盘状星系通常为低表面亮度星系，支持核球形成依赖于盘面面密度与Toomre Q参数的模型。
• 尘埃消光引入了不完整性，尤其对具有明显尘埃带的早型螺旋星系影响较大，但对平坦简单盘状星系的探测影响甚微。