[論文レビュー] Three low surface brightness dwarfs discovered around NGC 4631

И. Д. Караченцев, Dirk Bautzmann+5 more|arXiv (Cornell University)|Jan 13, 2014

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 1被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、アマチュア望遠鏡を用いた深宇宙撮影により、縁面銀河NGC 4631の周囲で3つの低表面ねらい度（LSB）矮星銀河が発見された。矮星銀河は、絶対等級が-12.5〜-9.6 mag、線形直径が1.3〜4.7 kpcの範囲にあり、拡散的ブリッジ構造を持つ100 kpcの長さの潮汐フィラメントを形成しており、銀河相互作用における潮汐矮星銀河形成モデルを支持する。

ABSTRACT

We report the discovery of three low surface brightness companions to the spiral galaxy NGC 4631, made with small amateur telescopes. Assuming their distances to be 7.4 Mpc, the same as that of NGC 4631, the absolute magnitudes and linear diameters of the dwarfs are ranged within [-12.5, -9.6] mag and [4.7 - 1.3] kpc, respectively. These new three dwarfs, together with the discovered by us diffuse structure called "bridge", look like parts of a tidal filament directed towards NGC 4656 at total extended over 100 kpc.

研究の動機と目的

• 近隣の巨大スパイラル銀河のハローに、低表面ねらい度（LSB）矮星銀河および拡散的構造を、深宇宙の広視野撮影を用いて検出すること。
• NGC 4631、近接する相互作用するスパイラル銀河対の周囲に、潮汐デブリおよび矮星同伴天体が存在するかを調査すること。
• 銀河相互作用によって剥がれた物質から形成される潮汐矮星銀河が、矮星銀河の集団に顕著に寄与しているという仮説を検証すること。
• 小型望遠鏡と長時間露光CCD撮影を用いたアマチュア天体写真家が、微弱なLSB物体を検出する有効性を示すこと。
• 銀河団形成の理解を深めるとともに、潮汐相互作用が矮星銀河系の構造に与える役割を貢献すること。

提案手法

• 4〜44インチの小口径望遠鏡と高精細CCDカメラを用い、NGC 4631領域の深宇宙広視野撮影を実施し、合計数時間にわたる露出を実現した。
• 暗電流フレームの差し引き、フラット補正、画像の積算処理を実施し、表面ねらい度感度を約27 mag/arcsec²まで向上させた。
• 視覚的点検および拡張的で低コントラストの物体の光度測定を実施し、角度サイズ、軸比、全ブルー等級（B_T）を測定した。
• GALAXY far-UV等級（m_FUV）を用いて、矮星銀河の形態分類（不規則型：Ir または 球状型：Sph）を支援した。
• NGC 4631からの距離を共通して7.4 Mpcと仮定し、絶対等級（M_B）および線形直径を計算した。
• 新しく発見された物体が既知のHIおよびHαブリッジと一致するかを照合し、潮汐的起源を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アマチュア望遠鏡と深宇宙撮影を用いて、近隣のスパイラル銀河のハローに低表面ねらい度矮星銀河を信頼性高く検出可能か？
• RQ2 NGC 4631周囲で新たに発見されたLSB矮星銀河は、過去の相互作用に起因する潮汐デブリと整合する一貫性のある構造を形成しているか？
• RQ3 これらの矮星銀河の形態的および光度的分布は、潮汐矮星銀河仮説と整合的か？
• RQ4 これらのLSB矮星銀河の明るさおよびサイズ分布は何か？また、ローカル団に既知の矮星集団と比較するとどうなるか？
• RQ5 潮汐相互作用は、銀河団内の矮星同伴天体の空間的分布をどの程度説明できるか？

主な発見

• アマチュア望遠鏡と深宇宙撮影を用いて、NGC 4631の周囲で3つの低表面ねらい度矮星銀河（N4631dw1, N4631dw2, N4631dw3）が発見された。
• 矮星銀河の絶対等級はM_B = -12.5〜-9.6 mag、線形直径は1.3〜4.7 kpcの範囲にあり、通常のローカル団の矮星銀河と整合的である。
• N4631dw1は不規則型（Ir）と分類され、全ブルー等級B_T = 16.8、遠紫外等級m_FUV = 22.00であった。一方、N4631dw3は球状型（Sph）矮星銀河で、B_T = 19.7、遠紫外検出なしであった。
• N4631dw3の南に延びる、非常に低表面ねらい度の拡散的構造（「ブリッジ」と呼ばれる）が確認され、NGC 4656に向かって延びており、既知のHIおよびHαブリッジと一致していた。
• 3つの矮星銀河とブリッジは、100 kpcの長さを持つ糸状構造を形成しており、NGC 4631/NGC 4656相互作用に起因する潮汐的起源を示唆している。
• 本発見は、光度物質がダークマターを上回るようなシステムにおいて、明るい物質が支配的である潮汐矮星銀河モデルを支持しており、潮汐相互作用が矮星銀河集団の形成に果たす役割を強調している。