[論文レビュー] The shape of galaxy disks: how the scale height increases with galactocentric distance

Richard de Grijs, R. F. Peletier|arXiv (Cornell University)|Feb 25, 1997

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、縁面銀河の垂直構造を調査し、星族のディスク構造のスケール高さが銀河中心からの距離に応じて増加することを明らかにした。特に、初期型銀河では、スケール長さあたり最大で1.5倍まで増加する傾向がある。この現象は、動的過程によって形成された厚いディスク成分の存在に起因するとされ、ディスクモデルにおけるスケール高さの一定性という仮定に疑問を呈する。

ABSTRACT

We present the results of a detailed study of vertical surface brightness profiles of edge-on disk galaxies. Although the exponential disk scale height is constant to first order approximation, we show that for the large majority of galaxies in our sample, the scale height increases with distance along the major axis. The effect is strongest for early-type galaxies, where the increase of the scale height can be as much as a factor of 1.5 per scalelength, but is almost 0 for the latest-type galaxies. The effect can be understood if early-type disk galaxies have thick disks with both scale lengths and scale heights larger than those of the dominant disk component. Its origin appears to be linked to the processes that have formed the thick disk.

研究の動機と目的

• 定常的なスケール高さの仮定を超えて、縁面銀河の垂直構造を理解すること。
• スケール高さが銀河中心からの半径にどのように依存するかを調査すること。
• 特に初期型と後期型銀河の間で、スケール高さの変化がどのように異なるかを特定すること。
• 観測されたスケール高さの増加の原因を、厚いディスク形成メカニズムの観点から探ること。

提案手法

• 縁面銀河の垂直表面輝度プロファイルの分析。
• 観測された垂直構造に指数関数的ディスクモデルを適合させ、スケール高さパラメータを抽出すること。
• 主軸に沿った異なる半径におけるスケール高さの測定を比較し、半径方向の傾向を検出すること。
• 分類のための形態的タイプによる銀河の分類を行い、初期型と後期型の間でのスケール高さの進化の違いを評価すること。
• 観測されたスケール高さの増加に寄与する厚いディスク成分の寄与度を評価すること。
• サンプル全体における半径方向のスケール高さ傾向の統計的有意性を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河の星族ディスクのスケール高さは、銀河中心からの距離が増加するにつれて一定のままであるか？
• RQ2 初期型銀河と後期型銀河の間で、スケール高さの半径方向増加はどのように異なるか？
• RQ3 観測されたスケール高さの増加を説明する物理的メカニズムは何か？
• RQ4 厚いディスク成分は、観測されたスケール高さの進化にどの程度寄与しているか？
• RQ5 スケール高さの半径方向変化は、標準的な薄いディスクモデルで説明可能か、それとも追加の厚いディスク成分が必須か？

主な発見

• サンプルの大多数で、ディスク銀河のスケール高さが銀河中心からの距離とともに増加しており、これはスケール高さの一定性という仮定に反する。
• この増加は初期型銀河で最も顕著であり、スケール長さあたり最大で1.5倍まで上昇する。
• 後期型銀河では、スケール高さの半径方向増加はほとんど無視できるほど小さく、厚いディスク成分の寄与が小さいことを示唆している。
• 観測された傾向は、主たる薄いディスクよりも大きなスケール長さとスケール高さを持つ厚いディスク成分の存在と整合的である。
• スケール高さの増加の原因は、初期の動的加熱や吸着イベントなどの厚いディスク形成プロセスに関連している。
• 結果から、厚いディスクは単なる微小成分ではなく、初期型銀河の垂直構造を形作る上で重要な役割を果たしていることが示唆される。