旋涡星系Tully-Fisher关系的第三参量

1、2引言标度律TF关系的形态相关性星系的基本面研究目的总结和展望TF关系形态相关性的模型解释MMW模型我们的模型模型预言结果小结TF关系的第三参量（旋涡星系的基本面）样本选取第三参量是否存在三参量TF曲面小结3引引 言言4L、R、0、Vmax 等参量5椭圆星系：Faber-Jackson关系基本面旋涡星系：Tully-Fisher关系(TF关系)基本面？0LmaxLVcIbaReelogloglog06旋涡星系的基本面？支持存在2000年Koda等人：2001年Han等人：2002年Shen等人：反对存在1999年Courteau & Rix 2007年Pizagno等人SFI+数据库（

2、5000个星系）不同形态的星系1 .3()LV R2LV R2.60.5LVR形式不一致？缺少大样本，没考虑形态影响，.旋涡星系的基本面是否存在？7SaSbSc星系的TF关系1978年Roberts；1985年Rubin等人在固定Vmax处，较早型旋涡星系的光度偏小 起因星族与形态（星等M）较早型旋涡星系的颜色偏红、 年龄偏老动力学与形态（ Vmax ）较早型旋涡星系的内部旋转 曲线上升快哪个起因占主导？8用模型解释TF关系形态相关性的起源用大样本研究旋涡星系的基本面5000个TF星系不同形态的星系9TF关系形态相关性的模型解释关系形态相关性的模型解释101998年Mo, Mao, White

3、提出晕NFW: c,VhVh Mh、R200 盘指数盘 d(r)=0exp(-r/Rd)MdMh md，RdR200 f(c,md)冷却晕(Vh、c、)盘11预言TF关系旋转曲线无核球Vmax=Vh fv(c,md) 光度假设简单的质光比Md/不能同时预言多个波段 22DMd( )( )MrVrGVrourour12旋转曲线由晕、核球、盘共同作用产生核球质量密度符合Hernquist分布：核球有效半径：假设遵从椭圆星系的Re-M关系1.82eRa21( )2()bbM arr ra核球动力学只与Mb有关13Mb的计算MhB/D=Mb/(M* -Mb) ms=M*/Mh M*Vh对于Sa/Sb/

4、Sc星系，B/D=0.5/0.3/0.1Mb14总光度L核球和盘各自的质量核球和盘各自的质光比恒星形成历史CB07星族合成方法核球盘10Gyr单星族10GyrSFR(t)exp(-t/)15盘的两个模型K94模型（1994年Kennicutt等人）合成模型（1991年Devereux & Young）Sa3Gyr Sb5Gyr Sc30Gyr Sc30Gyr Sb30Gyr Sa30Gyr 16较早型旋涡星系的旋转曲线在中心处上升较快Vmax值与星系类型弱相关：Sa(Sb)的Vmax比Sc的大1.5(1.0)相当于M0.04(0.03)magMVmax1710个模型星系 100Vh20

5、0 km s-1与观测结果一致 Sc为代表 K94模型与合成模型一致18M：Vmax=200km s-1处的零点差观测：与波长有一定的相关理论： K94模型明显偏大 合成模型大体一致动力学200M某波段19TF关系的形态相关性主要是由于星族的作用而星族差异是由于不同形态的星系中核球与盘的组份不同所引起的(合成模型)20TF关系关系的的第三参量第三参量21SFI+数据库2007年Springob等人综合发表目前最大 I 波段样本（4861个TF星系）比蓝波段受尘埃影响小比红外波段CCD响应好统一改正W21/Worc W 消光改正、倾角改正等22样本选取有半径值的4319个星系R23.5、Rd基于

6、观测量的判据：MI0.15、logW3000 km s-1 (又去除721个星系)T=3,4,5,6 (Sb/Sc) (又去除203个星系)2899个星系23进一步筛选迭代法去除偏离TF关系3外的星系2835个星系1093个Sb星系1742个Sc星系24最小二乘法对于y=f(x)，N：样本中星系的数量yi：第i个数星系的y值误差 ：星系的权重，iwiwN2221( )iNiiiiyyf xw25 ：由样本不完备引起光度函数： =-0.5,M*=-21.6的 Schechter方程（1984年Sandage等人） 1 for MI-21.012iiiww w1log1/iiWw2iw2iw 光度

7、函数样本的星等直方图2iw26将2835个星系分为4个子样本Sb团星系(369个)Sb场星系(724个)Sc团星系(657个)Sc场星系(1085个)比较结果Sb与Sc区别显著团与场差异较小分别研究Sb与Sc星系27第三参量是否存在？第三参量是否存在？28bWaMMII)5 . 2(log两种方法：假设第三参量的形式，直接进行拟合Koda等人Shen等人 利用残差方法探寻第三参量的具体形式 我们用第二种方法不预先确定第三参量的形式因为参数TF关系甚至可能不是平面MI)(VRL RVL 29 MI-log R关系log R-log W关系 dWcR)5 . 2(loglogdWcRR)5 . 2

8、(logloglogfReMIloglogRTF关系的第三参量存在r-0.80r-0.61r-0.86r-0.6130bWaMI)5 . 2(logdWcR)5 . 2(loglogfReMIlogRWMIlog)5 . 2(logceaefdebMI和logR线性相关 在logR、logW、MI空间的存在基本面31基本面弯曲？32 我们研究不同log W区间内的 log R-MI关系不同 曲面相同 平面33 将Sc和Sb星系按logW分别分为8份拟合MI=elog RR23.5为第三参量斜率e的确有系统性差异(Sc)34 R23.5为第三参量e变化 曲面暗端发生弯曲亮端基本平面不能进一步有效

9、减小弥散35Rd为第三参量e变化不明显 更接近平面36弥散用MI的RMS来表征由两参量到三参量，弥散明显减小R23.5比Rd更适合作第三参量由平面到曲面，弥散变化并不明显因为在样本中大质量星系的数量占主导，而三参量TF关系在小质量端的弯曲37Bernardi等人的方法纵坐标：TF平面的弥散横坐标：沿平面长轴方向基本面的确有些弯曲(R23.5)38如果样本有不同的logW分布范围，会得到不同的基本面39预言：不同logW范围内的样本所得到的基本平面的系数： 观测：5个子样本半径为R23.5的Sc不同logWlim、点和线基本重合、应用基本正确40发现TF关系第三参量R23.5的存在证据由两参量的

10、TF到三参量，Sb和Sc星系的rms分别减小了37.3和48.5发现旋涡星系的基本面内禀弯曲因此，随着logW取值范围的变化，拟合得到的旋涡星系的基本面会系统变化，这可能是以前的工作得到的基本面各自不同的原因用复杂曲面描述三参量TF关系，并不能使其弥散显著降低因为在样本中大质量星系的数量占主导，三参量TF关系在小质量端的弯曲影响不大41TF关系形态相关性的起源问题主要是由于星族的作用而星族差异是由于不同形态的星系中核球与盘的组份不同所引起的TF关系的第三参量问题R23.5的引入使TF关系的弥散明显减小Rd的第三参量作用不显著在M-logR23.5-logW空间内旋涡星系（尤其是Sc星系）并不是处于一个平面上，而是处于一个在小质量端弯曲的曲面上42不足缺少一个盘成分和核球成分分离的大样本来约束模型样本SFI+虽然比较大，但仍然不完备，缺少暗星系展望形态也可能是TF关系的第三参量不同波段是否存在不同的基本面？如何利用基本面来进一步约束旋涡星系的形成和演化？.4344基本情况王彩虹，女