Wie interpretiert man Schiefe- und Kurtosis-Plots von Galaxien-Schnappschüssen?

Was ich getan habe: Ich analysiere einige Simulationsschnappschüsse der Milchstraße und sie ist als Halo-Bulge-Scheibensystem aus dunkler Materie modelliert. Ich habe einige Schiefe- (unter Verwendung von scipy.stats.skew()in python) und Kurtosis- (unter Verwendung scipy.stats.kurtosisvon ) Diagramme der Sichtliniengeschwindigkeit (LOSV) erstellt, die ich hier anhänge. Um diese Diagramme zu erstellen, habe ich einfach die extrahiert v X , v j , v z Komponenten der Geschwindigkeiten der Sterne und ich nahm die z -Achse als Sichtlinie. Ich habe den Galaxien-Schnappschuss mit einem Raster überlagert und in verschiedenen Neigungen ( θ = 0 , 45 , 60 , 90 Grad) der Galaxie habe ich die Schiefe und Kurtosis in den Gitterzellen ( v z ist der z -Komponente der Geschwindigkeiten). [![Bildbeschreibung hier eingeben][1]][1]

Meine Frage: Ich möchte jetzt meine Plots verstehen und interpretieren. Was kann ich aus den Diagrammen für die verschiedenen Neigungswinkel ableiten? Meine Modellgalaxie hat einen Heiligenschein, eine Wölbung in der Mitte und eine Scheibe. Was können wir über die Losv-Verteilungen oder die Komponenten der Galaxie sagen? Ich bin neu in der Astrophysik, also sind diese Art von Plots und Konzepten neu für mich. Jede Hilfe ist sehr willkommen, vielen Dank!

Was fragst du hier? Wissen Sie, was Schiefe und Kurtosis in Statistiken darstellen? Oder versuchen Sie, tatsächliche Parameter einer Galaxie zu erkennen?
Hallo @Carl, ich verstehe, dass Schiefe ein Maß für die Symmetrie von vlos (in diesem Fall) und Kurtosis ein Maß dafür ist, wie stark vlos-Verteilungsschwänze im Vergleich zu einer Normalverteilung sind ... was ich wissen möchte, ist, was die Schiefe und Kurtosis sind Diagramme könnten etwas über vlos oder über die Parameter von Galaxien bedeuten.
Ahhh, für uns Anfänger, vlos --> v l Ö S , vertikale Sichtlinie
@Carl, sorry, ich meinte V_los als Sichtliniengeschwindigkeit (bearbeitet in meinem Beitrag).

Antworten (1)

Zu Beginn würde ich vorschlagen, auch die Karten der Sichtliniengeschwindigkeit und der Geschwindigkeitsdispersion für jede Neigung aufzuzeichnen. Insbesondere sollten Sie eine deutliche Antikorrelation zwischen der Geschwindigkeit und der Schiefe sehen, insbesondere im Edge-On-Fall. Dies ist eine Signatur einer rotationsdominierten Kinematik und einer flachen oder sich langsam ändernden Rotationskurve, da der Sichtlinienvetor (fast) kreisförmige Umlaufbahnen in verschiedenen Winkeln außerhalb des Tangentenradius schneidet:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Bearbeitet zum Hinzufügen: Die Idee ist, dass Ihre Sichtlinie (gestrichelte grüne Linie) den Punkt A tangiert, und daher ist die projizierte Sichtliniengeschwindigkeit = die Rotationsgeschwindigkeit bei diesem Radius. Die Sichtlinie schneidet Sternbahnen auf größeren Radien in immer größeren Winkeln, sodass die projizierte Geschwindigkeit entlang der Sichtlinie immer kleiner wird (wenn die Sterngeschwindigkeitskurve flach oder abnehmend oder sogar leicht ansteigend ist). Unter der Annahme einer lokal Gaußschen Verteilung der Sterngeschwindigkeiten bei jedem Radius sind die Beiträge von Radien > A zeigen sich bei kleineren Geschwindigkeiten (Kurven im rechten Bild). Unter der Annahme, dass die Sterndichte bei größeren Radien abnimmt, sind die Beiträge von größeren Radien kleiner (geringere Höhen in der rechten Abbildung). Der Nettoeffekt wird eine Form mit negativer Neigung sein. Für die andere Seite der Galaxie, wo die Geschwindigkeiten negativ sind (blauverschoben), erhalten Sie die Spiegelsituation mit einem positiv schiefen LOSVD.

(Ein kleiner Vorschlag wäre, positive Mengen mit Lese- und Negativitätsmengen mit Blau darzustellen - das Gegenteil von dem, was Sie derzeit tun - da positive Geschwindigkeiten dann direkt Rotverschiebungen und negative Geschwindigkeiten Blauverschiebungen entsprechen.)

Die starken Pixel-zu-Pixel-Variationen im äußeren Teil der Scheibe in Ihren Diagrammen sind mit ziemlicher Sicherheit nur auf ein niedriges S / N zurückzuführen (da die Anzahldichte von Partikeln bei großen Radien gering ist).

Beachten Sie, dass der Standardansatz bei der Analyse der Galaxien-Sternkinematik darin besteht, die Sichtlinien-Geschwindigkeitsverteilung mit Gauß-Hermite-Polynomen zu modellieren, wobei die Terme erster und zweiter Ordnung der mittleren Geschwindigkeit entsprechen ( v ) und die Geschwindigkeitsdispersion ( σ ) und die Terme dritter und vierter Ordnung ( H 3 Und H 4 ) zur Schiefe bzw. Kurtosis. (Siehe zB van der Marel & Franx (1993) und Gerhard (1993) .) Ich weise darauf vor allem dann hin, wenn Sie Ihre Ergebnisse mit veröffentlichten Analysen anderer Modelle und echter Galaxien vergleichen möchten.

Danke! Richtig, ich kann die Antikorrelation für die Kante auf Fall für mittlere Geschwindigkeit und Schiefe sehen. Ich habe diesen von Ihnen erwähnten Teil nicht verstanden:'' Dies ist eine Signatur einer rotationsdominierten Kinematik und einer flachen oder sich langsam ändernden Rotationskurve, da der Sichtlinienvektor (fast) kreisförmige Umlaufbahnen in verschiedenen Winkeln außerhalb der Tangente schneidet Radius.“ Haben Sie auch einen Vorschlag, wie man h3- und h4-Momente aus den Sichtliniengeschwindigkeiten berechnet? Ich habe gerade Schiefe und Kurtosis von Scipy-Funktionen bekommen.
@Jerome Die Grundidee ist, dass Sie das LOSVD-Profil mit einem Modell anpassen, das aus den ersten 4 Gauß-Hermite-Momenten besteht, wie in den von mir verlinkten Papieren angegeben.
@Jerome Ich habe meine Antwort mit einer Abbildung und einer begleitenden Erklärung aktualisiert, die versucht, den Teil zu beschreiben, den Sie nicht verstanden haben.
Vielen Dank, Peter! Ich wollte auch mehr über den letzten Absatz erfahren, den Sie über die Modellierung der Los-Geschwindigkeit als Gauß-Hermite-Verteilung und das anschließende Finden von Momenten höherer Ordnung geschrieben haben. Ich habe im Grunde die Geschwindigkeiten als ein Array von Werten. Von dort aus habe ich nur Kurtosis und Schiefe mit Scipy-Funktionen in Python berechnet. Also, wie berechne ich h3 und h4, wie du sagst? Wie unterscheidet sich das von der Art und Weise, wie ich Schiefe und Kurtosis bekommen habe?
@Jerome, es ist eine Übung in "Kurvenanpassung". Ihre Daten müssen in Form von N(V) vorliegen – das heißt, ein Array von Velocity-Bin-Werten (z. B. [-200, -190, ..., 190, 200]) und ein passendes Array von Zählwerten pro Behälter. Anschließend versuchen Sie, die Daten mit einer Funktion aus fünf Variablen anzupassen: einer Gesamtamplitude (nicht sehr wichtig), einer Mittelgeschwindigkeit, einer Geschwindigkeitsdispersion ( σ ), h3 und h4, wie in den von mir verlinkten Papieren angegeben. Die vereinfachte Version geht von h3 = h4 = 0 aus, in diesem Fall passen Sie die Daten mit einer reinen Gauß-Funktion an (Mitte = v , Streuung = σ ).
Wie interpretiert man Schiefe- und Kurtosis-Plots von Galaxien-Schnappschüssen?
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