[论文解读] Kinematic alignment of non-interacting CALIFA galaxies: Quantifying the impact of bars on stellar and ionised gas velocity field orientations

J. K. Barrera-Ballesteros, J. Falcón‐Barroso+21 more|DIGITAL.CSIC (Spanish National Research Council (CSIC))|May 20, 2014

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 33

一句话总结

本研究利用积分场光谱法分析了80个非相互作用的CALIFA星系的运动学对齐，以评估棒状结构如何影响恒星与电离气体速度场取向。研究发现，这两个组分均与光学主轴高度对齐（90%的情况下夹角小于22°），且表现出强烈的运动学一致性（夹角仅16°），表明在整个盘面尺度上，整体旋转主导了棒状结构引起的非圆周运动。

ABSTRACT

We present 80 stellar and ionised gas velocity maps from the Calar Alto Legacy Integral Field Area (CALIFA) survey in order to characterize the kinematic orientation of non-interacting galaxies. The study of galaxies in isolation is a key step towards understanding how fast-external processes, such as major mergers, affect kinematic properties in galaxies. We derived the global and individual (projected approaching and receding sides) kinematic position angles (PAs) for both the stellar and ionised gas line-of-sight velocity distributions. When compared to the photometric PA, we find that morpho-kinematic differences are smaller than 22 degrees in 90% of the sample for both components; internal kinematic misalignments are generally smaller than 16 degrees. We find a tight relation between the global stellar and ionised gas kinematic PA consistent with circular-flow pattern motions in both components. This relation also holds generally in barred galaxies across the bar and galaxy disk scales. Our findings suggest that even in the presence of strong bars, both the stellar and the gaseous components tend to follow the gravitational potential of the disk. As a result, kinematic orientation can be used to assess the degree of external distortions in interacting galaxies.

研究动机与目标

• 表征非相互作用星系的运动学取向，以隔离内部过程与外部扰动的影响。
• 量化棒状结构对恒星与电离气体速度场对齐程度的影响。
• 确定在棒状星系中，运动学位置角（PAs）是否仍与光学主轴保持对齐。
• 评估运动学夹角是否可作为相互作用系统中外部动力学扰动的指标。
• 为未来研究中识别由并合或环境效应引起的非圆周运动建立基准。

提出的方法

• 从CALIFA积分场光谱调查中获取了80个恒星与电离气体的速度场图。
• 测量了恒星与电离气体组分的全局及个别（接近/后退侧）运动学位置角（PAs）。
• 通过比较运动学PAs与光学主轴PAs，量化形态-运动学夹角。
• 通过比较接近侧与后退侧PAs，分析内部运动学夹角。
• 在不同径向尺度（棒区与盘面区域）上，评估恒星与电离气体运动学PAs之间的相关性。
• 使用统计分析评估棒状星系与非棒状星系中运动学对齐及其偏差的显著性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在非相互作用星系中，恒星与电离气体组分的运动学位置角与光学主轴的对齐程度如何？
• RQ2 棒状结构在多大程度上引起恒星与电离气体速度场的运动学夹角？
• RQ3 在盘面与棒区范围内，恒星与电离气体组分之间是否存在一致的运动学对齐？
• RQ4 运动学夹角是否可作为相互作用星系中外部扰动的可靠指标？
• RQ5 内部不稳定性（如棒状结构）如何影响盘状星系的整体旋转模式？

主要发现

• 在样本的90%中，恒星与电离气体的全局运动学PA与光学PA的偏差小于22°。
• 两个组分的内部运动学夹角（接近侧与后退侧PA之差）通常低于16°。
• 恒星与电离气体运动学PA之间存在紧密相关性，样本中平均偏差仅为16°。
• 即使在棒状星系中，这种强烈的运动学对齐在棒半径处及整个盘面范围内依然持续存在。
• 结果表明，整体旋转模式由星系盘的引力势主导，而非棒状结构引起的非圆周运动。
• 尽管棒状结构在局部重新分配角动量，但大尺度运动学结构仍与规则旋转一致。