[论文解读] The shape of galaxy disks: how the scale height increases with galactocentric distance

Richard de Grijs, R. F. Peletier|arXiv (Cornell University)|Feb 25, 1997

Galaxies: Formation, Evolution, Phenomena被引用 6

一句话总结

本文研究了侧向盘状星系的垂直结构，发现恒星盘的标高随星系中心距离增加而增大，尤其在早型星系中，其标高每尺度长度可增加多达1.5倍。该现象归因于通过动力学过程形成的厚盘成分，挑战了盘模型中恒定标高的假设。

ABSTRACT

We present the results of a detailed study of vertical surface brightness profiles of edge-on disk galaxies. Although the exponential disk scale height is constant to first order approximation, we show that for the large majority of galaxies in our sample, the scale height increases with distance along the major axis. The effect is strongest for early-type galaxies, where the increase of the scale height can be as much as a factor of 1.5 per scalelength, but is almost 0 for the latest-type galaxies. The effect can be understood if early-type disk galaxies have thick disks with both scale lengths and scale heights larger than those of the dominant disk component. Its origin appears to be linked to the processes that have formed the thick disk.

研究动机与目标

• 理解侧向盘状星系的垂直结构，突破恒定标高假设的限制。
• 研究恒星盘的标高如何随星系中心半径变化。
• 确定标高变化对星系类型（特别是早型与晚型星系）的依赖关系。
• 探讨标高增加的物理机制，从厚盘形成机制的角度进行探究。

提出的方法

• 分析一组侧向盘状星系的垂直表面亮度轮廓。
• 使用指数盘模型拟合观测到的垂直结构，以提取标高参数。
• 比较沿主轴不同半径处的标高测量值，以检测径向趋势。
• 根据形态类型对星系进行分类，以评估早型与晚型系统在标高演化上的差异。
• 评估厚盘成分对观测到的标高增加的贡献。
• 对样本中径向标高趋势的显著性进行统计评估。

实验结果

研究问题

• RQ1 星系恒星盘的标高是否随星系中心距离的增加而保持恒定？
• RQ2 早型与晚型星系中，标高的径向增加有何差异？
• RQ3 哪些物理机制可解释观测到的标高随半径的增加？
• RQ4 厚盘成分在标高演化中所起的作用有多大？
• RQ5 径向标高变化能否由标准薄盘模型解释，还是需要引入额外的厚盘成分？

主要发现

• 在大多数样本中，星系盘的标高随星系中心距离增加而增大，与恒定标高的假设相矛盾。
• 该增加在早型星系中最为显著，其标高每尺度长度可增加多达1.5倍。
• 在晚型星系中，标高的径向增加几乎可以忽略不计，表明厚盘贡献极小。
• 该观测趋势与存在一个标高和尺度长度均大于主导薄盘的厚盘成分相一致。
• 标高增加的成因与厚盘的形成过程相关，例如早期的动力加热或吸积事件。
• 结果表明，厚盘并非仅是次要成分，而是在塑造早型星系垂直结构中发挥着重要作用。