Was ist (tatsächlich) der "deprojizierte Halblichtradius" dieser fast vollständig aus dunkler Materie bestehenden Galaxie?

Die jüngsten Nachrichten über die Ultra Diffuse Galaxy (UDG) Dragonfly 44 sind ein hervorragendes Beispiel dafür, was man als „anders beobachten“-Denken bezeichnen könnte. Das Libellenteleskop ist nicht wegen der Größe seiner kollektiven Apertur bekannt, sondern wegen des Fehlens der Beugungseffekte von Sekundärspiegeln und der Oberflächenrauhigkeit, die den Kontrast von schwachen Objekten in herkömmlichen Teleskopen einschränken, wenn hellere Quellen in der Nähe sind. Siehe hier und hier und hier .

Libellen-Teleskop

oben: Bild eines Dragonfly-Refraktions-Array-Teleskops von hier aus . Bild: P. Van Dokkum; R. Abraham; J. Brodie

Ultradiffuse Galaxie Dragonfly 44

oben: Die ultradiffuse Galaxie Dragonfly 44 von hier . „Dragonfly 44 ist für seine Masse sehr schwach und besteht fast ausschließlich aus dunkler Materie. (Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Gemini Observatory/AURA)“

Nach der Identifizierung wurden die Radialgeschwindigkeiten der Sterne in Dragonfly 44 mit DEIMOS am Keck-II-Teleskop gemessen, um einen Wert für die Masse der schwachen, ultradiffusen Galaxie zu bestimmen.

Ich fing an, den ArXiv -Artikel zu lesen, verzettelte mich aber schnell in der Zusammenfassung. Das sehr aufregende Ergebnis ist, dass die Leuchtkraft und damit die Gesamtzahl der Sterne viel kleiner ist, als man aufgrund der aus den Radialgeschwindigkeitsmessungen erhaltenen Masse erwarten würde, was darauf hindeutet, dass sie fast vollständig aus dunkler Materie besteht . Ich wollte sehen, ob ich verstehen kann, wie die Masse berechnet wird, aber ich blieb bei dem Ausdruck deprojizierter Halblichtradius hängen .

Könnte jemand kurz skizzieren, wie diese Berechnung durchgeführt wird und was dieser Satz eigentlich bedeutet?

Kürzlich wurde im Coma-Haufen eine Population großer, kugelförmiger Galaxien mit sehr geringer Oberflächenhelligkeit identifiziert. Das offensichtliche Überleben dieser Ultra Diffuse Galaxies (UDGs) in einem reichen Cluster legt nahe, dass sie sehr hohe Massen haben. Hier präsentieren wir die Sternkinematik von Dragonfly 44, einem der größten Coma UDGs, unter Verwendung einer 33,5-Stunden-Integration mit DEIMOS am Keck II-Teleskop. Wir finden eine Geschwindigkeitsdispersion von 47 km/s, was eine dynamische Masse von M_dyn=0.7x10^10 M_sun innerhalb ihres deprojizierten Halblichtradius impliziert ( meine Betonung) von r_1/2=4,6 kpc. Das Masse-zu-Licht-Verhältnis beträgt M/L=48 M_sun/L_sun, und der Anteil dunkler Materie beträgt 98 Prozent innerhalb des Halblichtradius. Die hohe Masse von Dragonfly 44 wird von einer großen Kugelhaufenpopulation begleitet. Aus der tiefen Gemini-Bildgebung, die in 0,4" Seeing aufgenommen wurde, schließen wir, dass Dragonfly 44 94 Kugelhaufen hat, ähnlich wie die Anzahl für andere Galaxien in diesem Massenbereich. Unsere Ergebnisse ergänzen andere neuere Beweise dafür, dass viele UDGs "fehlgeschlagene" Galaxien sind, mit der Größe , Gehalt an dunkler Materie und Kugelsternhaufensysteme mit viel leuchtenderen Objekten. Wir schätzen die Gesamtmasse des dunklen Halos von Dragonfly 44, indem wir die Menge an dunkler Materie innerhalb von r = 4,6 kpc mit eingeschlossenen Massenprofilen von NFW-Halos vergleichen. Die eingeschlossene Masse deutet auf a Gesamtmasse von ~10^12 M_Sonne, ähnlich der Masse der Milchstraße.

Also im Grunde heißt es, dass der Autor ein 3D-Objekt als 2D betrachtet und einen Koeffizienten hinzufügt?

Antworten (2)

Der halbe Lichtradius ist der Radius, aus dem die halbe Leuchtkraft austritt.

"Deprojiziert" bedeutet, dass die Autoren ein Modell an die 2D-Lichtverteilung angepasst haben müssen, das dann mathematisch deprojiziert werden kann, um ihnen ein 3D-Modell für die Leuchtkraft als Funktion des Radius zu geben, das sie dann integrieren können, um eine Zahl für die zu erhalten halber Lichtradius.

In Abschnitt 3 erklären die Autoren, dass sie dies getan haben, indem sie ein „Sersic-Profil“ an die Oberflächenhelligkeitsverteilung angepasst haben https://en.m.wikipedia.org/wiki/Sersic_profile Das Sersic-Profil hat tatsächlich den 2D-Halblichtradius als einer seiner Parameter. Aber wenn Sie sich vorstellen, durch eine Kugel aus Sternen zu schauen, ist diese 2D-Messung des Halblichtradius eine Unterschätzung des wahren 3D-Halblichtradius, weil das Oberflächenhelligkeitsprofil schärfere Spitzen aufweist als die 3D-Sterndichteverteilung, die es erzeugt.

Die Autoren scheinen dies ungefähr zu korrigieren (deprojizieren), indem sie den halben Lichtradius mit 4/3 multiplizieren. Sie nehmen auch eine kleine Korrektur für die Nicht-Sphärizität der Galaxie vor.

Der Deprojektionsfaktor hängt (geringfügig) von der ab n Index des Sersic-Profils und muss durch ein numerisches Integral gefunden werden. Die Details finden sich in den Anhängen von Wolf et al. (2010. http://arxiv.org/abs/0908.2995 ), die auch Ausdrücke bereitstellen, um die Masse direkt aus dem projizierten halben Lichtradius und der Geschwindigkeitsstreuung der Sichtlinie abzuschätzen.

Der Halblichtradius ist der (Kugel-)Radius, von dem die halbe elektromagnetische Leistung abgestrahlt wird. Unqualifiziert sollte es die Leistung im gesamten elektromagnetischen Spektrum bedeuten, kann aber auch auf einen bestimmten Wellenlängenbereich beschränkt werden. "Deprojected" hat eine einfache Bedeutung, wenn man eine normale Spiralgalaxie betrachtet. Wenn Sie von der Seite auf die Galaxie blicken, befinden sich aus Ihrer Sicht mehr Sterne in einem Radius, als wenn Sie entlang der Rotationsachse der Galaxie schauen würden. Deprojiziert bedeutet hier zu berechnen, was man finden würde, wenn man entlang der Achse der Galaxie schaut. Für eine Spiralgalaxie ist dieser Radius fast identisch mit dem Radius in der Ebene der Galaxie.
Bei anderen Formen bedeutet Deprojektion, auf der Grundlage einer Kombination aus gemessenen Daten und einem Modell der Galaxie, die Sie beobachten, zur 3D-Verteilung der Sterne zurückzuarbeiten. (Meiner Meinung nach könnte der Begriff Dekonvolvierung weniger verwirrend sein, wenn es um kugelförmige 3D-Galaxien geht, aber Geschichte ist, was es ist ...)

Was ist (tatsächlich) der "deprojizierte Halblichtradius" dieser fast vollständig aus dunkler Materie bestehenden Galaxie?
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