基于 HSC、DECaLS 与 SDSS 的银河系类似星系中卫星星系的比较研究

我们通过统计 HSC、DECaLS 和 SDSS 中的测光星系，围绕 SDSS/DR7 光谱样本中的孤立中心星系（ICGs）与成对星系进行计数，对卫星星系的光度函数（LFs）开展了全面而统计性的研究。不同巡天的结果表现出非常好的一致性。卫星星系光度函数可测量至 $M_V\sim-10$，且中心主星系质量小至 $8.5<\log_{10}M_\ast/M_\odot<9.2$ 与 $9.2<\log_{10}M_\ast/M_\odot<9.9$，意味着在 LMC 质量级别的 ICGs 周围平均有 3–8 颗 $M_V<-10$ 的卫星星系。卫星光度函数的亮端截断与卫星丰度均对主星系与其伴星系之间的星等差敏感，表明具有更大星等差的星系系统平均由质量更小的暗物质晕所承载。通过选取恒星质量与银河系相似的主星系，我们发现：i）具有不同伴星系星等差的 ICGs 以及具有不同颜色或颜色组合的星系对的平均卫星光度函数，其斜率均比银河系卫星光度函数更陡；ii）平均而言 $-15<M_V<-10$ 的卫星比银河系中更多；iii）ICGs 周围平均有 1.5 至 2.5 颗 $M_V<-16$ 的卫星，与银河系一致；iv）即便考虑了数值模拟预测的大散射，银河系卫星光度函数在 $M_V>-12$ 仍属罕见。因此，银河系及其卫星系统在统计学上不同于我们的银河系质量系统样本，银河系并非其他银河系质量星系的良好代表。仅基于银河系卫星的强宇宙学推论，有待在河外星系系统中发现更暗卫星的补充。有趣的是，银河系卫星光度函数在本地宇宙 40~Mpc 内的其他银河系质量系统中属典型，或暗示本星系体积是低密度区域。