[论文解读] Deep surface photometry of edge-on spirals in Abell galaxy clusters: constraining environmental effects

B. X. Santiago, Tibério Borges Vale|ArXiv.org|Apr 29, 2008

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 26被引用 3

一句话总结

本研究对阿贝尔星系团中四个侧向螺旋星系进行了I波段和r波段的深度表面光度测量，以评估高密度环境对薄盘和厚盘结构参数的影响。通过沿主轴和垂轴进行轮廓拟合，发现盘面尺度长度和标高与场星系一致，表明尽管处于高密度星系团环境，盘面尺寸仍受环境影响极小。

ABSTRACT

There is a clear scarcity of structural parameters for stellar thick discs, especially for spiral galaxies located in high-density regions, such as galaxy clusters and compact groups. We have modelled the thin and thick discs of 4 edge-on spirals located in Abell clusters: NGC 705, ESO243G49, ESO187G19, LCSBS0496P. Deep I band images of NGC 705 were taken from the HST archive, whereas the remaining images were obtained with the Southern Telescope for Astrophysical Research (SOAR) in Gunn r filter. They reached surface brightness levels of $μ_I \simeq 26.0$ mag arcsec$^{-2}$ and $μ_r \simeq 26.5$ mag arcsec$^{-2}$, respectively. Profiles were extracted from the deep images, in directions both parallel and perpendicular to the major axis. Profile fits were carried out at several positions, yielding horizontal and vertical scale parameters for both thin and thick disc components. The extracted profiles and fitted disc parameters vary from galaxy to galaxy. Two galaxies have a horizontal profile with a strong down-turn at outer radii, preventing a simple exponential from fitting the entire range. For the 2 early-type spirals, the thick discs have larger scalelengths than the thin discs, whereas no trend is seen for the later types . Both the thin and thick discs sampled tend to have similar scalelengths and scaleheights when compared to typical field disc galaxies. However, the thin disc parameters of the 2 farthest galaxies, both late-type spirals, may be significantly affected by seeing effects. Taken at face value, our results suggest that environment plays a minor role in determining the thin and thick disc sizes.

研究动机与目标

• 约束位于高密度阿贝尔星系团中的侧向螺旋星系薄盘和厚盘的结构参数。
• 探究密集星系团区域的环境效应是否影响恒星盘的大小和形状。
• 将星系团星系中的盘面参数与典型场星系中的参数进行比较，评估环境依赖性。
• 为未来对星系中盘成分环境效应的统计分析提供基础数据集。

提出的方法

• 利用哈勃空间望远镜（HST）获取I波段深度成像，以及SOAR望远镜获取r波段深度成像，表面亮度极限分别为μI ≈ 26.0和μr ≈ 26.5 mag arcsec⁻²。
• 沿主轴及其垂直方向提取径向和垂直表面亮度轮廓。
• 对径向和垂直轮廓拟合双组分光度模型（指数+指数或sech²），以分离薄盘和厚盘成分。
• 在多个位置应用轮廓拟合，以获得两类盘面的尺度长度（R₀）和标高（z₀）。
• 评估了大气弥散效应的影响，特别是对遥远星系的影响，未来将开发去卷积建模以提升精度。
• 通过比较观测值与预期的盘面中平面表面亮度，估算尘埃消光。

实验结果

研究问题

• RQ1 阿贝尔星系团中侧向螺旋星系的薄盘和厚盘结构参数是否与孤立场星系存在显著差异？
• RQ2 在高密度星系团区域，是否存在可测量的环境效应影响盘面尺度长度和标高？
• RQ3 在星系团螺旋星系中，厚盘与薄盘的相对贡献如何随半径变化？
• RQ4 大气弥散效应在多大程度上损害了遥远星系团星系中结构参数测量的准确性？
• RQ5 与场星系相比，星系团螺旋星系的径向轮廓中，截断半径或反截断特征是否更常见？

主要发现

• 两个星系（ESO243G49和NGC 705）的径向轮廓在外部半径处出现下弯，无法在整个范围内用单指数拟合。
• 对于两个早型螺旋星系，厚盘的尺度长度大于薄盘，其比值R₀₂/R₀₁ ≈ 1.4，与文献值一致。
• 对于两个晚型螺旋星系（ESO187G19和LCSBS0496P），未发现R₀的显著趋势，且由于距离较远，其薄盘参数可能受大气弥散效应影响。
• 三个星系的厚盘与薄盘标高比z₀₂/z₀₁约为4，LCSBS0496P的比值为8，与先前研究一致。
• 在ESO243G49和ESO187G19中，厚盘贡献10%的光；在NGC 705的中间半径处贡献30%；在LCSBS0496P的中平面处贡献约2%。
• 尽管靠近星系团中心且预期存在动力学骚扰，盘面结构参数仍与场星系相似，表明环境对盘面尺寸的影响极小。