星系质量上限处旋涡星系标度关系的断裂
星系天体物理
2019-10-16 v1
摘要
超级旋涡星系是宇宙中质量最大的恒星形成盘星系（Ogle 等人 2016, 2019）。我们测量了 23 个大质量旋涡星系的旋转曲线，发现其旋转速度范围很广（240-570 km/s），表明其内部动力学质量在 0.6 - 4×10^12 太阳质量之间。恒星质量 log Mstars / Msun > 11.5 的超级旋涡星系偏离了为较低质量星系建立的重子 Tully-Fisher 关系（BTFR）。在旋转速度超过 340 km/s 时，BTFR 的幂律指数从 3.75 ± 0.11 断裂为 0.25 ± 0.41。超级旋涡星系还具有非常高的比角动量，偏离了 Fall（1983）关系。这些结果表明，超级旋涡星系相对于其暗物质晕质量偏低，其恒星质量被限制在 log Mstars / Msun < 11.8。大多数巨椭圆星系也遵循这一基本极限，该极限对应于 log Mhalo / Msun = 12.7 的临界暗晕质量。一旦暗晕达到此质量，其气体便无法在一个动力学时标内冷却和坍缩。超级旋涡星系如今存在于质量高达 log Mhalo / Msun = 13.6 的暗晕中，并继续利用其暗晕达到临界质量前捕获的冷重子形成恒星。观测到的 BTFR 高质端断裂与修正牛顿动力学（MOND）理论（Bekenstein 和 Milgrom 1984）不符。
引用
@article{arxiv.1909.09080,
title = {A Break in Spiral Galaxy Scaling Relations at the Upper Limit of Galaxy Mass},
author = {Patrick M. Ogle and Thomas Jarrett and Lauranne Lanz and Michelle Cluver and Katherine Alatalo and Philip N. Appleton and Joseph M. Mazzarella},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09080},
year = {2019}
}
备注
Accepted for publication in Astrophysical Journal Letters (7 pages, 3 figures, 1 table)