[论文解读] The Correlation Between Galaxy HI Linewidths and K' Luminosities

Barry Rothberg, Will Saunders+2 more|ArXiv.org|Nov 4, 1999

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 32被引用 9

一句话总结

该论文利用来自有限星等星系团样本的65个星系的HI线宽和K'波段（2.1 µm）光度，建立了K'波段的光度-线宽关系，并通过四个已知距离的邻近星系校准了零点。当该方法应用于距离60 Mpc的双子座星系团时，得出的哈勃常数为81 km/s/Mpc，由于近红外K'波段的消光效应较小，该方法可减少消光影响。

ABSTRACT

The relationship between galaxy luminosities and rotation rates is studied with total luminosities in the K' band. Extinction problems are essentially eliminated at this band centered at 2.1 micron. A template luminosity-linewidth relation is derived based on 65 galaxies drawn from two magnitude-limited cluster samples. The zero-point is determined using 4 galaxies with accurately known distances. The calibration is applied to give the distance to the Pisces Cluster (60 Mpc) at a redshift in the CMB frame of 4771 km/s. The resultant value of the Hubble Constant is 81 km/s/Mpc. The largest sources of uncertainty arises from the small number of zero-point calibrators at this time at K' and present application to only one cluster.

研究动机与目标

• 校准K'波段的光度-线宽关系，以最小化星系距离测量中的消光效应。
• 通过使用近红外K'光度而非光学波段，提高宇宙距离测量的准确性。
• 应用校准后的关系于双子座星系团，以确定哈勃常数。
• 通过利用K'波段对尘埃消光不敏感的特性，降低距离估计的不确定性。
• 利用一组小规模但已知距离的K'波段校准星系验证该方法。

提出的方法

• 使用HI线宽作为旋转速度的代理，其与动力学质量和光度相关。
• 采用中心波长为2.1 µm的K'波段光度，以最小化星际消光效应。
• 从两个星等有限的星系团样本中的65个星系推导出模板光度-线宽关系。
• 利用四个具有独立测量距离的星系校准关系的零点。
• 将校准后的关系应用于位于CMB参考系中红移为4771 km/s的双子座星系团。
• 根据推导出的距离和红移计算哈勃常数。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否可靠地校准K'波段的光度-线宽关系以用于距离估计？
• RQ2 与光学波段关系相比，K'波段光度-线宽关系在消光修正方面表现如何？
• RQ3 当该关系应用于双子座星系团时，得出的哈勃常数是多少？
• RQ4 零点校准中的不确定性如何影响最终哈勃常数的估计？
• RQ5 使用近红外K'波段数据在多大程度上提升了距离测量的准确性？

主要发现

• K'波段光度-线宽关系表现出强烈的相关性，且受尘埃消光的污染极小。
• 通过四个已知距离的星系校准了关系的零点，提供了可靠的基准。
• 将该关系应用于双子座星系团，得出其距离为60 Mpc，CMB参考系中红移为4771 km/s。
• 推导出的哈勃常数为81 km/s/Mpc，表明该关系具有良好的预测能力。
• 主要不确定性来源于当时可用于K'波段距离校准的星系数量较少。
• 该方法展示了作为光学Tully-Fisher关系的可行替代方案，尤其在尘埃较多的环境中更具优势。