星系棒图案速度的直接测量方法及其应用

作者：邹燕飞; 沈俊太^*

来源：天文学进展, 2018, 36(04): 366-383.

• 旋涡星系
• 棒旋星系
• 星系运动学和动力学
• 星系结构

星系棒的图案速度(或转动角速度)是棒旋星系的一个最重要的动力学参量。棒的图案速度?bar的测量并不容易。目前直接测量?bar的唯一方法是Tremaine和Weinberg (TW)在1984年提出来的。他们假设星系中示踪源的表面亮度满足连续性方程,即可利用示踪源的测光学和运动学参量推导出?bar。详细介绍了TW方法,整理了文献中?bar的测量结果,并讨论了测量过程中的误差来源。目前学术界利用老年恒星、中性氢气体H I、分子氢气体H2,以及离化氢气体Hα作为示踪源,测量了大约50个星系的图案速度,并结合?bar和星系自转曲线得到共转半径RCR。通过比较RCR和棒长abar发现,大部分星系棒都是快速旋转的(1≦RCR/abar≦1.4)。极少部分星系棒慢速旋转,并且这些棒似乎都位于由暗物质主导的星系中。同时也有研究声称发现了一些超快旋转的棒,但目前理论上无法解释它们,也无法确定它们的?bar是否可靠,或是否由于违反了TW方法的某些条件而导致测量结果不准确。由于已有的测量样本太小,并偏向于早型星系,人们暂未发现图案速度与星系类型及星系棒性质之间的关系,但人们认为,星系棒的图案速度有可能与星系中暗物质的分布有关。积分视场光谱仪(integral field unit, IFU)巡天数据在测量?bar上有着独特的优势。随着IFU数据的普及,未来将有更多的TW测量结果来检验这些结论。

• 单位
  中国科学院上海天文台; 中国科学院大学