早型星系的运动学参数和星族:对质量分布的限制
  • 【摘要】

    在本文中,我们利用位于美国德克萨斯州McDonald Observatory的9.2米Hobby-Eberly Telescope(HET)观测得到了沿着NGC1600、NGC4125、NGC4636和NGC7619的主轴[major axis]和副轴[minor axis]的长缝光栅[long-slit-spectra]光谱。长缝光谱覆盖了从星系的中心到1.5-2.0倍光学有效半径范围(14-2... 展开>>在本文中,我们利用位于美国德克萨斯州McDonald Observatory的9.2米Hobby-Eberly Telescope(HET)观测得到了沿着NGC1600、NGC4125、NGC4636和NGC7619的主轴[major axis]和副轴[minor axis]的长缝光栅[long-slit-spectra]光谱。长缝光谱覆盖了从星系的中心到1.5-2.0倍光学有效半径范围(14-22 kpc)。通过傅里叶相关熵方法Fourier Correlation Quotient(FCQ),从已经扣除了连续谱的吸收谱线轮廓测量得到了视向速度分布(LOSVD)随半径的关系。并且测量了NGC1600、NGC4125、NGC7619、NGC4636主轴和副轴方向上的8个Lick/IDS谱指数。在可以比较的半径范围内,我们测量的视向速度分布轮廓、Lick/IDS谱指数都和以前其它工作得到的结果相符。另外,我们还发现在NGC4125的中心有很强的气体发射线,并测量了气体的运动学参数和发射线强度。
       利用最小二乘发(x2 test)方法,我们把观测得到的谱指数和简单星族模型(SSP)预测的谱指数进行比较,得到了四个巨椭圆星系内的星族参数——年龄、金属丰度、α/Fe随半径的变化轮廓。NGC1600、NGC4636和NGC7619星系中心都是超太阳金属丰度的,而NGC4125中心的金属丰度几乎和太阳金属丰度一样。所有的星系都表现出比较陡峭的负的金属丰度梯度和几乎不随半径变化的α/Fe丰度。另外,利用Kroupa IMF和简单星族模型,我们计算了U-B、U-V、B-V、V-R、V-I、V-K、J-K、J-H、H-K等宽波段颜色和在B、V、R、I、J、H、K波段的质光比M/L。用星族模型计算得到的颜色很好地符合了观测得到的颜色。所有星系中心的颜色都比星系外围的颜色红,这种颜色随半径的变化轮廓是由星系的金属丰度轮廓决定的,几乎和星系的年龄轮廓无关。通过把星系的金属丰度随半径的变化梯度与数值模拟的结果比较,表明NGC1600、NGC4636和NGC7619可能是通过快速坍缩过程[monolithic-collapse scenario]形成的。从星系内恒星的视向速度随半径的变化轮廓和星系的金属丰度变化梯度分析,都表明NGC4125很可能是通过小质量的星系并合过程[hierarchicalmerging scenario]形成的。
       利用Schwarzschild轨道叠加模型(Schwarzschild orbits superposition technique)拟合视向速度分布的方法。我们得到NGC1600、NGC4125、NGC7619的动力学参数、动力学质光比、暗物质参数等。为了研究星系的暗物质尺度,我们在距离星系中心不同半径处截断LOG形式的暗物质分布函数,再输入星系动力学模型。对每一个截断半径,找出一个最可几的动力学模型,如此,对每一个星系来说,得到了一组准可几的本地逃逸速度轮廓。假设星系内的金属丰度是本地逃逸速度的函数,我们把Mgb和本地逃逸速度Vesc进行线性拟合。当我们在距离星系中心60kpc处截断暗物质的时候,Mgb-Vesc线性关系的弥散最小。这可能说明,对于LOG形式的暗物质分布函数来说,此三个星系的暗物质尺度是60kpc。
       我们用此方法研究了Coma星系团里的17个早型星系的暗物质参数,并计算了星系的总质量,半质量半径等。发现星系的暗物质截断半径和半质量半径与星系的光度和有效半径有似"Faber-Jachson/Tully-Fisher"关系。星系的总质量和星系的暗物质总质量与星系的光度和有效半径有很强的关系。星系的一倍光学有效半径内的暗物质的平均密度随星系的光度的增加而增加,这关系和在其它工作发现的关系相似。另外,为了讨论星系的暗物质尺度和星系所处环境的关系,我们讨论了星系的暗物质的截断半径和星系到星系团中心(α=12:57.3;δ=+28:14.4)的投影距离的关系,我们没有找到星系暗物质的尺度和投影距离的直接关系。这可能是因为我们利用星系到星系团中心的投影距离而不是应用三维距离的关系。最后,我们讨论了暗物质截断半径和所用暗物质密度函数斜率的简并效应,暗物质密度函数的斜率越大,所估计的暗物质截断半径越大。 收起<<

  • 【作者】

    浦仕毕 

  • 【学科专业】

    天体物理

  • 【授予学位】

    博士

  • 【授予单位】

    中国科学院研究生院

  • 【导师姓名】

    韩占文

  • 【学位年度】

    2011

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    早型星系  星系动力学  简单星族  质量分布  运动学参数