[论文解读] The near-infrared SO survey III : morphology of 15 southern early-type disk galaxies

E. Laurikainen, H. Salo+3 more|arXiv (Cornell University)|Sep 13, 2006

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena参考文献 74被引用 57

一句话总结

本研究利用高分辨率K_s波段成像对15个南天天体的早期型盘星系进行分析，以探究其结构组分。通过应用二维结构分解与傅里叶分析，发现S0星系中存在伪核球的有力证据——10个星系的核球Sersic指数接近n ≈ 2——并揭示了如环状结构和棒状结构等核区结构，暗示螺旋星系与S0星系之间可能存在通过低B/T系统演化的联系。

ABSTRACT

Structural analysis has been performed for a sample of 15 Southern early-type disk galaxies, mainly S0s, using high resolution $K_s$-band images. The galaxies are mostly barred and many of them show multiple structures including bars and ovals, typical for S0s. The new images are of sufficient quality to reveal new detail on the morphology of the galaxies. For example, we report a hitherto undetected nuclear ring in NGC 1387, a nuclear bar in NGC 1326, and in the residual image also a weak primary bar in NGC 1317. For the galaxies we (1) measure the radial profiles of the orientation parameters derived from the elliptical isophotes, (2) apply Fourier methods for calculating tangential forces, and particularly, (3) apply structural decomposition methods. For galaxies with multiple structures a 2-dimensional method is found to be superior to a 1-dimensional method, but only if in addition to the bulge and the disk, at least one other component is taken into account. {\it We find strong evidence of pseudo-bulges in S0s}: ten of the galaxies have the shape parameter of the bulge near to $n$ = 2, indicating that the bulges are more disk-like than following the R$^{1/4}$-law. Also, six of the galaxies have either nuclear rings, nuclear bars or nuclear disks. In all non-elliptical galaxies in our sample the $B/T < $ 0.4, as typically found in galaxies having pseudo-bulges. In two of the galaxies the $B/T$ flux ratio is as small as in typical Sc-type spirals. This might be the hitherto undiscovered link in the scenario in which spirals are transformedinto S0s. Also, bars in S0s are found to be shorter and less massive, and have smaller bar torques than bars in S0/a-type galaxies.

研究动机与目标

• 利用高分辨率近红外成像，研究南天天体早期型盘星系（主要为S0星系）的结构复杂性。
• 确定这些S0星系中核球的分布是否遵循经典的R^{1/4}-律，或表现出典型伪核球的盘状特性。
• 识别并表征多个结构组分，如棒状结构、椭圆度、核环及核棒。
• 评估棒状结构的性质与质量在S0星系演化中的作用，特别是与螺旋星系向S0星系演化之间的关系。

提出的方法

• 获取高分辨率K_s波段图像，以研究15个南天天体S0星系的近红外形态。
• 测量由椭圆等高线得出的方向参数的径向分布，以追踪结构变化。
• 应用傅里叶分解以计算切向力，并推断动力学结构。
• 使用二维结构分解方法（包括核球、盘面及附加组分）来建模复杂形态。
• 比较一维与二维分解技术，评估其在分辨多重组分时的有效性。
• 量化核球Sersic指数n与B/T光度比，以分类核球类型并评估其与螺旋星系的结构相似性。

实验结果

研究问题

• RQ1 S0星系中的核球是否遵循经典的R^{1/4}-律，或表现出接近n ≈ 2的盘状特性（即伪核球）？
• RQ2 S0星系中是否存在环状、棒状或盘状等核区结构的证据？
• RQ3 S0星系中的棒状结构（长度、质量、扭矩）与S0/a型星系中的棒状结构相比有何差异？
• RQ4 S0星系中低B/T光度比是否可作为螺旋星系与S0星系之间缺失的演化链的线索？
• RQ5 对于具有多重结构组分的星系，二维结构分解是否比一维方法更有效？

主要发现

• 15个星系中有10个的核球Sersic指数接近n ≈ 2，表明其具有类似盘状的伪核球形态，而非经典的R^{1/4}-律核球。
• 在NGC 1387中检测到核环，在NGC 1326中检测到核棒，在NGC 1317中发现微弱的主棒，这些结构此前均未被探测到。
• 六个星系表现出核区结构（环、棒或盘），支持其内部动力学的复杂性。
• 样本中所有非椭圆星系的B/T光度比均小于0.4，与伪核球特征一致。
• 在两个星系中，B/T比值低至典型Sc型螺旋星系的水平，提示螺旋星系向S0星系演化的潜在路径。
• S0星系中的棒状结构比S0/a型星系中的棒状结构更短、质量更轻，且棒扭矩更小。