[论文解读] Structure and stellar content of dwarf galaxies. III: B and R photometry of dwarf galaxies in the M101 group and the nearby field

T. Bremnes, B. Binggeli+1 more|ArXiv.org|Mar 23, 1999

Impact of Light on Environment and Health被引用 30

一句话总结

本研究利用法国上普罗旺斯天文台1.2米望远镜在1997年3月为期八晚的观测数据，对21个矮星系（11个位于M101星协群，10个为场星系）进行了B和R波段的CCD测光。研究得出总星等、有效半径、表面亮度以及颜色梯度，发现多个矮星系的外区存在较暗的表面亮度过剩，可能表明矮不规则星系中存在延伸的古老恒星晕。

ABSTRACT

We have carried out CCD photometry in the Cousins B and R bands of 21 dwarf galaxies in and around the M101 group. Eleven are members and suspected members of the group and ten are field galaxies in the projected vicinity of the group. We have derived total magnitudes, effective radii, effective surface brightnesses, as well as galaxy diameters at various isophotal levels in both colours. Best-fitting exponential parameters and colour gradients are also given for these galaxies. Some of the galaxies show a pronounced luminosity excess above the best-fitting exponential at large radii, or surface brightnesses fainter than approx 26 mag/sq_arcsec in R. This feature, while non-significant for a single case and technically difficult to interpret, might be an indication of the existence of an extended old stellar halo in dwarf irregulars. The photometric parameters of the galaxies presented here will be combined with previously published data for nearby dwarf galaxies and statistically analysed in a forthcoming paper.

研究动机与目标

• 获取位于M101星协群及附近场区的21个矮星系在B和R波段的精确测光数据，以增进对其结构和恒星性质的理解。
• 测定这些星系的总星等、有效半径、有效表面亮度以及不同等深线水平下的星系直径。
• 测量指数轮廓参数和颜色梯度，以评估其结构和恒星组分的差异。
• 识别潜在的结构异常，如表面亮度过剩或颜色梯度，这些可能暗示存在延伸的恒星成分。
• 整理数据，以供未来对不同环境中邻近矮星系群体的统计分析。

提出的方法

• 使用法国上普罗旺斯天文台的1.2米望远镜，在1997年3月的八晚内进行深空CCD成像，波段为Cousins B和R。
• 采用1024×1024的Tektronix CCD，像素尺度为0.69角秒/像素，B波段曝光40分钟，R波段曝光20分钟。
• 同时进行椭圆和圆形孔径测光，以比较结构参数，并评估星系形态对结果的影响。
• 通过轮廓拟合，推导出总星等、有效半径、有效表面亮度以及多个等深线水平下的直径。
• 对表面亮度轮廓拟合指数轮廓，并从B-R轮廓中测量颜色梯度。
• 通过比较椭圆孔径与圆形孔径方法的结果，评估测光的可靠性，尤其针对拉长或不对称星系。

实验结果

研究问题

• RQ1 位于M101星协群及附近场区的矮星系，其表面亮度轮廓是否与纯指数盘一致，或是否存在偏离，提示存在延伸成分？
• RQ2 这些矮星系是否存在系统性的颜色梯度，可能表明恒星种群存在径向变化？
• RQ3 对于拉长或不规则星系，由椭圆孔径与圆形孔径得出的测光参数在多大程度上存在差异？
• RQ4 是否有任何星系在大半径处表现出光度过剩，可能暗示存在古老恒星晕？
• RQ5 M101星协群矮星系的结构和测光性质与其它邻近矮星系群体（如室女座或福尔曼星系群）相比如何？

主要发现

• 成功对11个M101星协群星系和10个场区矮星系进行了B和R波段的高精度测光成像与分析。
• 包括DDO 168、DDO 169、DDO 181、DDO 183和DDO 190在内的多个星系，在大半径处表现出高于最佳拟合指数轮廓的光度过剩。
• 表面亮度过剩出现在R波段约26 mag/arcsec²以下的水平，提示可能存在延伸的古老恒星种群。
• 部分星系（如DDO 168和DDO 181）的颜色轮廓在外部区域呈现平坦化或蓝化趋势，与延伸成分一致。
• 对于拉长或不对称星系，椭圆孔径测光结果比圆形孔径更可靠，尤其在有效半径和表面亮度的测定上。
• 椭圆孔径与圆形孔径测光的比较表明，圆形孔径系统性地高估了尺度长度，并低估了中心表面亮度，尤其在高椭率系统中更为明显。