[论文解读] Triplets of Galaxies in the Local Supercluster. I. Kinematic and Virial Parameters

I. B. Vavilova, V. E. Karachentseva+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 21, 2006

Astronomy and Astrophysical Research被引用 5

一句话总结

本研究利用来自LED数据库的径向速度和空间数据，分析了本超星系团（LS）中176个星系三元组的运动学与维里参数。结果发现，LS三元组的质光比最低（35 M☉/L☉），在所有三元组样本中最小，表明在小尺度上暗物质贡献极少，尽管其数值仍高于孤立星系。

ABSTRACT

We considered kinematic and virial parameters of a sample of galaxy triplets from the Local Supercluster (LS). The galaxies were selected from the LEDA database, and their radial velocities are no more than 3100 km/s. The sample contains 176 systems selected according to the Karachentsev criterion. We calculated the following median parameters of the LS triplets: rms velocity of galaxies with respect to triplet center, Sv=30 km/s; harmonic mean radius, Rh=160 kpc; virial mass Mvir=3.6x10^11 Msun; and mass-to-light ratio, Mvir/L=35 Msun/Lsun. Although various investigators used different approaches to compile samples of triple systems, general properties of the triplets in all the samples we considered agree rather satisfactorily. The LS triplets have the least mass-to-light ratio as compared to other galaxy triplet samples.

研究动机与目标

• 利用径向速度和空间数据，确定本超星系团（LS）中星系三元组的运动学与维里参数。
• 将LS三元组的动力学特性与其它三元组样本（北部、南部、宽距、图利）进行比较，以评估选择效应的影响。
• 通过分析质光比，评估暗物质在低密度星系系统中的作用。
• 研究尽管存在动力学非定常性，维里平衡假设在单个三元组中是否成立。
• 为研究稀疏星系群建立基准，作为后续分析更丰富星系群的前奏。

提出的方法

• 从LED数据库的LED2003中选取176个星系三元组，其径向速度≤3100 km/s，依据卡拉琴采夫隔离标准。
• 计算相对于三元组中心的中位均方根速度（Sv = 30 km/s）、调和平均半径（Rh = 160 kpc）和维里质量（Mvir = 3.6×10¹¹ M☉）。
• 计算质光比（Mvir/L = 35 M☉/L☉），并使用统计分析与其他三元组样本进行比较。
• 应用维里定理估算总质量，假设处于动力学平衡状态，同时考虑投影效应和速度弥散。
• 使用平均半径和调和平均半径估算维里质量，以检验半径定义对结果的影响。
• 交叉比对三元组样本（LS、北部、南部、宽距、图利），识别重叠并评估选择偏差。

实验结果

研究问题

• RQ1 本超星系团中星系三元组的中位运动学与维里参数是什么？
• RQ2 LS三元组的质光比与其他三元组样本相比如何？这对其暗物质含量有何含义？
• RQ3 选择标准和投影效应在多大程度上影响星系三元组的推导维里参数？
• RQ4 尽管存在动力学非定常性，维里定理是否仍能对单个三元组系统提供可靠的质质量估计？
• RQ5 LS三元组中调和平均半径与质光比之间是否存在相关性？这对其暗物质分布有何含义？

主要发现

• LS三元组样本包含176个系统，占LED2003数据库中所有星系群内星系的14%。
• 星系相对于三元组中心的中位均方根速度（Sv）为30 km/s，表明内部速度弥散较低。
• 调和平均半径（Rh）为160 kpc，维里质量为3.6×10¹¹ M☉，质光比为35 M☉/L☉。
• LS三元组在所有研究的三元组样本中表现出最低的质光比，显著低于宽距样本（70 M☉/L☉）和图利样本（94 M☉/L☉）。
• 未发现调和平均半径与质光比之间存在显著相关性，表明在150 kpc尺度上，暗物质在星际空间中并未显著分布。
• 维里质量估计结果依赖于半径的定义：使用平均半径时，质量估算值更高（5.9×10¹¹ M☉），质光比也更高（f = 49 f☉），而使用调和平均半径时，质光比为（f = 35 f☉）。