星系旋涡结构的多波段研究。I. 光学波段的一般特征

不同的旋涡生成机制预期会产生不同的形态与运动学特征。在系列论文的第一篇中，我们仔细研究了从斯隆数字巡天(Sloan Digital Sky Survey)选取的155个正面对向旋涡星系在三个$gri$波段下的旋涡结构参数。我们采用一种方法推导旋涡结构的一组参数，例如旋臂宽度、旋臂占总星系光度的比例及其颜色，这些参数此前未被恰当研究过。我们的方法基于对一组垂直于旋臂方向的测光截线的分析。基于研究结果，我们比较了三大主要旋涡类型：宏象、多臂与絮状。我们得出结论：i) 对于绝大多数星系(86%)，我们观测到其旋臂宽度随银心距增加而增大；ii) 宏象星系中光度更高的旋涡其螺距角随半径的变化小于光度较低的宏象旋涡；iii) 宏象星系各旋臂间螺距角的差异小于多臂星系。除这些区别性特征外，三类旋涡在螺距角、旋臂宽度、宽度不对称性及环境方面无显著差异。仅旋臂比例表现出波长依赖性。因此，观测上我们发现样本中宏象、多臂与絮状旋涡之间无强烈差异(除视图与旋臂数目外)。