[论文解读] 1.65 micron (H-band) surface photometry of galaxies. VII: dwarf galaxies in the Virgo cluster

G. Gavazzi, S. Zibetti+4 more|ArXiv.org|Apr 6, 2001

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 23被引用 27

一句话总结

本研究对室女座星系团中的75个矮星系进行了H波段（1.65 μm）的表面光度测量，采用德沃卡乌雷斯、指数、混合（核球+盘面）或截断型模型对光度分布进行建模。研究发现，光度集中度（C31）和分布类型强烈依赖于光度，而非哈勃类型：在10^10 L⊙以下的星系中完全不存在纯德沃卡乌雷斯分布，而高光度星系中则以混合分布为主，表明结构演化与质量相关，而非形态学特征。

ABSTRACT

We present near-infrared H-band (1.65micron) observations and surface brightness profile decompositions for 75 faint (13.5 < m_p < 18.5) galaxies, primarily taken among dwarf Ellipticals members of the Virgo cluster. We model their surface brightness profiles with a de Vaucouleurs (D), exponential (E), mixed (bulge+disk or M) or truncated (T) law, and we derive for each galaxy the H band effective surface brightness (mu_e) and effective radius (r_e), the asymptotic total magnitude H_T and the light concentration index C_31. Combining the present data with those previously obtained by our group (1157 objects) we analyze the NIR properties of a nearly complete sample, representative of galaxies of all morphological types, spanning 4 decades in luminosity. We confirm our earlier claim that the presence of cusps and extended haloes in the light profiles (C_31>5) is a strong, non-linear function of the total luminosity. We also find that: i) among dEs and dS0s galaxies D profiles are absent; 50% of the decompositions are of type M, the remaining being of type E or T. ii) Less than 50% of the giant elliptical galaxies have pure D profiles, the majority being represented by M profiles. iii) Most giant galaxies (from elliptical to Sb) have M profiles. iv) Most of late type spirals (Scd to BCD) have either E or T profiles. v) The type of decomposition is a strong function of the total H band luminosity, independent of the Hubble classification: the fraction of type E decompositions decreases with increasing luminosity, while those of type M increase with luminosity. Pure D profiles are absent in the low luminosity range L_H<10^10 solar and become dominant above 10^11 solar, while T profiles are present only among low luminosity galaxies.

研究动机与目标

• 使用4台望远镜对室女座星系团中暗淡矮星系进行深度H波段表面光度测量。
• 利用德沃卡乌雷斯、指数、混合或截断型模型对这些星系的光度分布进行建模。
• 研究结构参数（μe, re, HT, C31）如何随光度和形态类型变化。
• 检验矮星系的结构特性是否与光度或哈勃类型更相关。
• 探讨分布形态对星系形成情景的演化意义。

提出的方法

• 使用ESO/NTT、TNG、圣佩德罗马蒂尔2.1米望远镜和OHP 1.2米望远镜获取H波段（1.65 μm）成像数据。
• 采用四种模型对表面亮度分布进行分解：德沃卡乌雷斯（D）、指数（E）、混合（M）和截断（T）。
• 推导关键结构参数：有效表面亮度（μe）、有效半径（re）、总星等（HT），以及集中度指数 C31 = r75/r25。
• 将NIR光度测量与B波段和V波段数据对比，计算子样本的B-H和B-V颜色分布。
• 结合先前数据，形成一个近乎完整的818个星系样本，覆盖4个星等的光度范围。
• 使用统计分析将分布类型和C31与总H波段光度相关联，独立于哈勃类型。

实验结果

研究问题

• RQ1 室女座星系团中矮星系的H波段光度分布分解（D、E、M、T）如何变化？
• RQ2 中心尖峰与延伸晕的存在（由C31量化）是否取决于总光度或哈勃类型？
• RQ3 dE-peculiar星系是否如其光度参数所示，是dEs与dIs之间的结构桥梁？
• RQ4 纯德沃卡乌雷斯（D）分布的频率如何随星系光度变化？
• RQ5 NIR中的结构参数在多大程度上反映了单体坍缩或并合等演化过程？

主要发现

• 在H波段光度低于10^10 L⊙的星系中，纯德沃卡乌雷斯（D）分布完全不存在，仅在光度超过10^11 L⊙时才成为主导分布。
• 随着光度增加，指数（E）分布的比例下降，而混合（M）分布的比例上升，表明存在由光度驱动的结构演化。
• 截断（T）分布仅出现在低光度星系中，在光度高于10^10 L⊙时未被观测到。
• 光度集中度指数C31是总光度的强非线性函数，仅在高光度星系中出现高值（表示中心尖峰与延伸晕）。
• dE-peculiar星系的结构参数与晚型矮星系（dIs）无法区分，表明它们可能是dEs与dIs之间的缺失环节。
• 在巨型椭圆星系中，少于50%具有纯D分布；大多数最好由M（核球+盘面）分布描述，表明即使在大质量系统中也存在复杂的结构组分。