[论文解读] Surface photometry of bulge dominated low surface brightness galaxies

Marco W. Beijersbergen, de Erwin Blok+1 more|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|Sep 29, 1999

Spectroscopy and Laser Applications参考文献 1被引用 9

一句话总结

本研究对以核球为主导的低表面亮度（LSB）星系进行了波段覆盖的BVRI表面光度测量，发现其遵循指数盘和核球的表面亮度分布，且具有较大的中位盘面标长（12.6 kpc）。结果表明，盘面与核球的标长之间存在强烈相关性，暗示其形成过程相互关联；同时证明这些星系并非褪色的高表面亮度（HSB）系统，而是构成从晚型盘主导星系到巨型马林-1型星系的连续LSB哈勃序列。

ABSTRACT

We present results of broad band {BVRI} observations of a sample of galaxies with a low surface brightness (LSB) disk and a bulge. These galaxies are well described as exponential disks and exponential bulges with no preferred value for either scale length or central surface brightness. The median {B} band disk scale length is 12.6 kpc (H_(0) = 75 km s^{-1} Mpc^{-1}) which is much larger than scale lengths of typical (disk dominated) LSB or high surface brightness (HSB) galaxies. Furthermore, the disk and bulge scale lengths are correlated, suggesting a coupling in the formation. Bulge dominated LSB galaxies are observed to be redder than disk dominated LSB galaxies and their bulge-to-disk ratios are increasing towards redder wavelengths. We find colors that are comparable to or bluer than HSB galaxies of the same morphological types. Bulge dominated LSB galaxies are therefore not faded HSB galaxies with no current star formation. We find that bulge dominated LSB galaxies fit in with the general trends defined by the HSB galaxies. The properties of these bulge dominated LSB galaxies show that LSB galaxies do not just come in two varieties. They cover the entire range in optical and morphological properties between late-type disk dominated LSBs and giant Malin-1-like LSBs. LSB galaxies thus also form a LSB Hubble sequence, parallel to the classical HSB one.

研究动机与目标

• 利用波段覆盖的BVRI成像，表征以核球为主导的低表面亮度（LSB）星系的结构与光度特性。
• 确定以核球为主导的LSB星系是否为无当前恒星形成的褪色高表面亮度（HSB）星系的残余物。
• 研究盘面与核球标长之间的关系及其对形成机制的启示。
• 评估LSB星系是否在形态和光学特性上形成一条连续序列，类似于经典的HSB哈勃序列。

提出的方法

• 获取以核球为主导的LSB星系样本的波段覆盖BVRI光度数据。
• 使用指数盘和指数核球组分建模表面亮度分布。
• 将观测到的表面亮度分布拟合，以推导盘面和核球组分的标长与中心表面亮度。
• 分析不同波长下的颜色梯度和核球/盘面比，以评估其演化状态。
• 将LSB星系的结构与光度特性与同形态类型的高表面亮度（HSB）星系进行比较。
• 使用H₀ = 75 km s⁻¹ Mpc⁻¹将物理标长转换为kpc单位。

实验结果

研究问题

• RQ1 以核球为主导的LSB星系是否表现出与高表面亮度星系类似的哈勃序列中连续序列一致的结构特性？
• RQ2 以核球为主导的LSB星系中，盘面与核球标长之间是否存在相关性，暗示其具有共同的形成机制？
• RQ3 以核球为主导的LSB星系的颜色是否与同形态类型的高表面亮度星系一致，或是否表明其演化历史不同？
• RQ4 在较长波长下，以核球为主导的LSB星系是否表现出更高的核球/盘面比，表明其存在红色、古老恒星种群？
• RQ5 基于其光度特性，能否将以核球为主导的LSB星系解释为无当前恒星形成的褪色HSB星系？

主要发现

• 样本中B波段盘面标长的中位数为12.6 kpc，显著大于典型盘主导星系及高表面亮度（HSB）星系的盘面标长。
• 样本中盘面与核球标长之间存在强烈相关性，表明其形成或演化过程中存在物理耦合。
• 以核球为主导的LSB星系比盘主导的LSB星系更红，且其核球/盘面比随波长变长而增加，表明其主导恒星种群为古老恒星。
• 以核球为主导的LSB星系的观测颜色与同形态类型HSB星系相当或更蓝，排除了其仅为褪色HSB系统的可能性。
• 以核球为主导的LSB星系并非独立类别，而是构成光学与形态特性全范围内的连续序列，支持存在一条平行的LSB哈勃序列。
• 这些星系的结构与光度特性与HSB星系中观察到的一般趋势一致，进一步支持其在更广泛宇宙学框架中的位置。