对于银河系, 观察不到全部,如何识别出是棒旋的
先前一篇文章利用的椭圆拟合去识别棒星系(barred galaxies)并测量相关参数,而对棒星系的识别还可以使用另一种方法,对图像进行傅里叶分解的方法(e.g. Athanassoula & Misiriotis 2002),这篇文章将介绍利用傅里叶分解来完成对棒星系的识别并定义测量星系中棒的相关参数。
我们知道傅里叶变换有
其中
随后计算第m次傅里叶展开的系数与第0次系数的比值:
由于为了达到观测的效果,首先将TNG模拟中(对该模拟在先前一篇文章有做简要介绍)的星系数据做了处理,由于选择的星系恒星质量大于
由于进行了分箱操作,傅里叶变换由积分转变成离散的求和,所以我们需要求的
其中这里的
然后我们可以计算R处的相位
由于需要识别的星系的棒结构在图像中为一个条状物体,所以主要关注m=2的系数,Rosas-Guevara et al. (2020) 给出了用傅里叶分解判定星系棒的一些标准:
强棒星系:
弱棒星系:
非棒星系:不满足上述条件的剩下的所有盘星系。
这里所说的
下图即为对一个星系自红移1以来所取的四个片刻的图像进行傅里叶分解后m=2的系数相对m=0的大小随半径R的变化,其中
下面几张图呈现了其它星系的
此外下面几张图将给出m=0,1,2,3,4,5时 的
下图给出对一个棒星系的图像(与观测的图像还是有一定差异的,但仍可以扩展到实际观测图像中),可以看的m=2时的项最大,其次是m=4的项。再用下图解释这里的傅里叶分解,如果简单的将图像中颜色越深的地方比喻成山峰,m=1就表示在R处的圆环转一圈会经历一个高峰,而m=2就表示在R处的圆环转一圈会经历两个高峰。而m=0就表示在R处的圆环转一圈不会经历高峰,就是说m等于0的成分是圆对称的,就是任意度角的旋转对称。m=1为360度的旋转对称,m=2为180度的旋转对称...
上述就是关于棒星系识别与棒参数定义的内容,下一篇文章将介绍关于棒星系判别的第三个方法。
对于银河系, 观察不到全部,如何识别出是棒旋的
我们可以看到银河系的侧面,首先肉眼可以看出来是盘星系,不是椭圆星系。对于银河系的悬臂结构,一般星系的悬臂区域是恒星形成区域,所以可以通过冷气体以及年轻的恒星来识别,通过21cm的氢线示踪冷气体,以及UV波段寻找OB型星。对于银河系的棒状结构的证据,一是银河系的旋转曲线;二是太阳系附近恒星的运动(星系的棒自转导致的轨道共振导致);三是银河系的盒状或者说花生状的核球(近红外观测),一般这样的伪核球由星系的棒导致。
我们可以看到银河系的侧面,首先肉眼可以看出来是盘星系,不是椭圆星系。对于银河系的悬臂结构,一般星系的...
像星系的棒以及悬臂等结构,并不是由固定恒星来构成的确定的结构,而是一种星系的密度波形成的表观上的结构,就是说恒星在这些结构中有进有出。
而这里星系的棒,相当于一个共振腔内的驻波,通过不断俘获近邻的恒星粒子进入棒轨道,棒逐渐增强变长同时转动速度变慢。棒在星系内的作用其实就是造成了一个不对称的势场,能非常有效交换星系内气体以及恒星的角动量。
关于棒是否增加天体碰撞概率,以太阳举例子,太阳附近的恒星随机速度取30km/s,取碰撞半径为1Au,太阳附近恒星数密度为0.1
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