[論文レビュー] Structure of the SMC - Stellar component distribution from 2MASS data

I. Gonidakis, E. Livanou+6 more|ArXiv.org|Dec 4, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 7被引用数 23

ひとこと要約

本研究では、2MASS赤外データを用いて小マジラン銀河（SMC）の星族の分布を分析し、その構造的性質、年齢依存の形状、および運動的意味を検討する。結果として、古くより星族は1.25 kpcのスケール長を有する指数的ディスクプロファイルに従っており、赤経：0h 51m、赤緯：-73° 7′（J2000.0）に中心を持つことから、回転運動およびダークマターの影響の可能性が示唆される。一方、中心部はHIガス分布とは顕著に異なっており、LMCおよび銀河系との潮汐相互作用の影響が考えられる。

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.

研究の動機と目的

• 近赤外2MASSデータを用いて、SMCにおける異なる星族の空間的分布を特定すること。
• さまざまな年齢層の質量中心を特定し、過去の運動的およびガス分布の推定値と比較すること。
• 星族成分に回転運動が見られるかどうかを調査し、ダークマターの存在に与える意味を評価すること。
• 星族とHIガス分布の中心のずれを検討し、その原因を動的相互作用に起因するとする仮説を検証すること。

提案手法

• 2MASS PSCデータから色-等級図（CMD）を構築し、星の年齢による分類を実施する。
• 各星族の等高線図（等値線マップ）を作成し、空間的分布を可視化する。
• 星族成分の密度プロファイルに指数関数的およびべき乗則的関数をフィットさせ、モデル化を行う。
• 得られた中心座標をHIデータおよびHST運動的測定値と比較する。
• 2MASS点源カタログ（PSC）を用い、感度が高く、赤外減光の影響が小さいため、正確な星族質量マップが可能となる。
• スタニミロビッチら（2004年）の電波（HI）データを用い、星族分布と照合比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SMCの古くより星族は、回転支持を示す指数的ディスクプロファイルに従うか？
• RQ2 星族質量分布の中心座標は、HIガスおよび運動的中心と比較してどのように異なるか？
• RQ3 SMCにおける星族とガス分布の中心のずれは、何が原因か？
• RQ4 観測された星族構造は、LMCおよび銀河系との潮汐相互作用によって説明可能か？
• RQ5 古くより星族に指数的ディスクが存在することは、ダークマター支配または回転運動の証左となるか？

主な発見

• SMCの古くより星族は、1.25 kpcのスケール長を有する指数的ディスクプロファイルに従っており、中心は赤経：0h 51m、赤緯：-73° 7′（J2000.0）に位置する。
• すべての年齢層において星族質量分布の中心が一貫しており、HSTデータから得られた運動的中心（赤経：0h 52m.8、赤緯：-72° 30′）とよく一致している。
• 星族成分の中心は、スタニミロビッチら（2004年）が報告したHIガス分布の中心とは顕著に異なっており、構造的ずれが示唆される。
• 古くより星族の指数的プロファイルは、回転支持を示唆するが、速度データに基づく「回転なし」との以前の主張とは矛盾する。
• LMCおよび銀河系との潮汐相互作用が、星族とガス分布の中心のずれおよび明確な半径方向速度勾配の欠如の原因であると提案される。
• ガス成分のスケール長（0.42 kpc）は、古くより星族よりも小さく、より集中した、薄いディスクに一致している。