¿Qué es (en realidad) el "radio de media luz desproyectado" de esta galaxia casi toda de materia oscura?

La noticia reciente de la Ultra Diffuse Galaxy (UDG) Dragonfly 44 es un excelente ejemplo de lo que podría denominarse pensamiento de "observar diferente". El telescopio libélula se destaca no por el tamaño de su apertura colectiva, sino por la ausencia de los efectos de difracción de los espejos secundarios y la rugosidad de la superficie que limitan el contraste de los objetos tenues en los telescopios convencionales cuando hay fuentes más brillantes cerca. Ver aquí y aquí y aquí .

Telescopio de libélula

arriba: imagen de un telescopio de matriz refractiva Dragonfly desde aquí . Imagen: P. Van Dokkum; R. Abraham; J. Brodie

Libélula 44 galaxia ultradifusa

arriba: La galaxia ultradifusa Dragonfly 44 desde aquí . "Dragonfly 44 es muy débil para su masa y consiste casi en su totalidad en materia oscura. (Pieter van Dokkum, Roberto Abraham, Observatorio Gemini/AURA)"

Una vez identificadas, las velocidades radiales de las estrellas en Dragonfly 44 se midieron usando DEIMOS en el telescopio Keck II, para determinar un valor para la masa de la galaxia tenue y ultradifusa.

Empecé a leer el artículo de ArXiv pero rápidamente me quedé atascado en lo abstracto. El resultado muy emocionante es que la luminosidad y, por lo tanto, el número total de estrellas es mucho menor de lo que cabría esperar de la masa obtenida de las mediciones de velocidad radial, lo que sugiere que está hecho casi en su totalidad de materia oscura . Quería ver si podía entender cómo se calculaba la masa, pero me quedé atascado en la frase radio de media luz deproyectado .

¿Alguien podría describir cómo se realiza este cálculo y qué significa realmente esa frase?

Recientemente se identificó una población de galaxias esferoidales grandes y de muy bajo brillo superficial en el cúmulo de Coma. La aparente supervivencia de estas galaxias ultradifusas (UDG) en un cúmulo rico sugiere que tienen masas muy altas. Aquí presentamos la cinemática estelar de Dragonfly 44, uno de los UDG de Coma más grandes, utilizando una integración de 33,5 horas con DEIMOS en el telescopio Keck II. Encontramos una dispersión de velocidad de 47 km/s, lo que implica una masa dinámica de M_dyn=0.7x10^10 M_sun dentro de su radio de media luz desproyectado ( mi énfasis) de r_1/2=4,6 kpc. La relación masa-luz es M/L=48 M_sol/L_sol, y la fracción de materia oscura es del 98 por ciento dentro del radio de media luz. La gran masa de Dragonfly 44 está acompañada por una gran población de cúmulos globulares. A partir de imágenes profundas de Gemini tomadas en 0,4" de observación, inferimos que Dragonfly 44 tiene 94 cúmulos globulares, similares a los recuentos de otras galaxias en este rango de masas. Nuestros resultados se suman a otra evidencia reciente de que muchas UDG son galaxias "fallidas", con los tamaños , contenido de materia oscura y sistemas de cúmulos globulares de objetos mucho más luminosos. Estimamos la masa total del halo oscuro de Dragonfly 44 comparando la cantidad de materia oscura dentro de r=4.6 kpc con perfiles de masa cerrados de halos NFW. La masa cerrada sugiere una masa total de ~10^12 M_sun, similar a la masa de la Vía Láctea.

Entonces, ¿básicamente está diciendo que el autor considera un objeto 3D como 2D y agrega un coeficiente?

Respuestas (2)

El radio de la mitad de la luz es el radio desde el cual emerge la mitad de la luminosidad.

"Desproyectado" significa que los autores deben haber ajustado algún modelo a la distribución 2D de la luz, que luego se puede desproyectar matemáticamente para darles un modelo 3D de luminosidad en función del radio, que luego pueden integrar para dar un número para el medio radio de luz.

En la sección 3, los autores explican que han hecho esto ajustando un "perfil Sersic" a la distribución de brillo de la superficie https://en.m.wikipedia.org/wiki/Sersic_profile El perfil Sersic en realidad tiene el radio de media luz 2D como uno de sus parámetros. Pero si se imagina mirando a través de una bola de estrellas, esta medición 2D del radio de la mitad de la luz es una subestimación del verdadero radio de la mitad de la luz en 3D, porque el perfil de brillo de la superficie tiene un pico más pronunciado que la distribución de densidad estelar 3D que lo produce.

Los autores parecen corregir aproximadamente (desproyectar) esto multiplicando el radio de la mitad de la luz por 4/3. También hacen una pequeña corrección por la no esfericidad de la galaxia.

El factor de deproyección depende (ligeramente) de la norte índice del perfil Sersic y necesita ser encontrado haciendo una integral numérica. Los detalles se pueden encontrar en los apéndices de Wolf et al. (2010. http://arxiv.org/abs/0908.2995 ), quienes también proporcionan expresiones para estimar directamente la masa a partir del radio de media luz proyectado y la dispersión de la velocidad en la línea de visión.

El radio de media luz es el radio (esférico) desde el cual se irradia la mitad de la potencia electromagnética. Si no se califica, debería significar la potencia en todo el espectro electromagnético, pero también se puede restringir para cubrir un rango específico de longitudes de onda. "Desproyectado" tiene un significado directo cuando se considera una galaxia espiral normal. Si está mirando de canto, habrá más estrellas dentro de un radio visto por usted que si estuviera mirando a lo largo del eje de rotación de las galaxias. Deprojected aquí significa calcular lo que se encontraría si estuvieras mirando a lo largo del eje de la galaxia. Para una galaxia espiral este radio es casi idéntico al radio en el plano de la galaxia.
Para otras formas, la deproyección significa volver a la distribución 3D de las estrellas en función de una combinación de datos medidos y un modelo de la galaxia que está observando. (En mi opinión, el término deconvolución podría ser menos confuso cuando se trata de galaxias 3D bob-esféricas, pero la historia es lo que es...)

¿Qué es (en realidad) el "radio de media luz desproyectado" de esta galaxia casi toda de materia oscura?
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