[論文レビュー] The near-infrared SO survey III : morphology of 15 southern early-type disk galaxies

E. Laurikainen, H. Salo+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 13, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 74被引用数 57

ひとこと要約

本研究では、15個の南半球の初期型円盤銀河を高解像度K_sバンド画像を用いて構造的成分を分析する。2次元構造的分解とフーリエ解析を適用した結果、S0型銀河に擬似バルジの強力な証拠が得られ、10個の銀河でバルジのシェルチ指数がn ≈ 2に近いことが判明。核構造（環や棒）の存在も明らかになり、スパイラル銀河とS0型銀河との間の進化的なつながりが、低B/Tシステムを通じて示唆される。

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.

研究の動機と目的

• 高解像度近赤外画像を用いて、主にS0型である南半球の初期型円盤銀河の構造的複雑性を調査すること。
• これらのS0型銀河のバルジが、古典的R^{1/4}-則に従うのか、それとも擬似バルジに特徴的なディスク様性質（n ≈ 2）を示すのかを特定すること。
• 棒、楕円形歪み、核環、核棒といった複数の構造的成分を同定し、特徴づけること。
• 特にスパイラル銀河からS0型への変遷に関連して、棒の性質と質量がS0銀河の進化に果たす役割を評価すること。

提案手法

• 15個の南半球S0銀河の近赤外形態を調査するため、高解像度K_sバンド画像の取得。
• 楕円形等高線から導かれる方位パラメータの径方向プロファイルを測定し、構造的変化を追跡。
• フーリエ分解を適用して接線方向力の計算を行い、力学的構造を推定。
• 2次元構造的分解法（バルジ、ディスク、追加成分を含む）を用いて、複雑な形態をモデル化。
• 1次元および2次元分解手法を比較し、複数の構造的成分を解像する有効性を評価。
• バルジのシェルチ指数nとB/Tフラックス比を定量的に評価し、バルジの分類とスパイラル銀河との構造的類似性を評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 S0銀河のバルジは、古典的R^{1/4}-則に従うのか、それともn ≈ 2に近いディスク様性質（擬似バルジ）を示すのか？
• RQ2 S0銀河に環、棒、またはディスクといった核構造の証拠は何か？
• RQ3 S0型銀河の棒の性質（長さ、質量、トルク）は、S0/a型銀河のそれらとどのように異なるのか？
• RQ4 S0銀河の低B/Tフラックス比は、スパイラル銀河とS0銀河との間の欠落している進化的なつながりを示唆するのか？
• RQ5 複数の構造的成分を有する銀河において、2次元構造的分解は1次元手法よりも効果的なのか？

主な発見

• 15個の銀河のうち10個でバルジのシェルチ指数がn ≈ 2に近く、古典的R^{1/4}-則バルジではなく、ディスク様の擬似バルジの形態を示している。
• NGC 1387では核環、NGC 1326では核棒、NGC 1317では弱い主棒が検出され、いずれも以前に未発見であった。
• 6個の銀河で核構造（環、棒、またはディスク）が確認され、複雑な内部力学的状態を支持する。
• サンプルに含まれる楕円形でない銀河の全例でB/Tフラックス比が0.4未満であり、擬似バルジの特徴に一致する。
• 2つの銀河ではB/T比が典型的なSc型スパイラルと同等に低く、スパイラルからS0型への進化的な経路が示唆される。
• S0型銀河の棒は、S0/a型銀河の棒に比べて短く、質量も小さく、棒トルクも小さい。