Sérsic轮廓去投影的精确解析近似
星系天体物理
2020-03-03 v1
摘要
Sérsic模型已知能很好地拟合椭圆星系与星系核球的面亮度（或面密度）轮廓，并可能适用于矮椭球星系与球状星团。去投影的密度与质量轮廓对许多天体物理应用十分重要，尤其对这些系统的质量-轨道建模。然而，Sérsic模型的精确去投影公式使用了大多数计算机语言不具备的特殊函数。我们指出，以往所有对三维密度轮廓的解析近似在低Sérsic指数（n ≲ 1.5）时均不精确。我们通过将二维10阶多项式拟合到数值去投影与Lima Neto等人（1999，LGM）密度轮廓解析近似之对数差，以及质量轮廓之对数差，推导出了更精确的去投影Sérsic密度轮廓解析近似。我们的基于LGM的多项式拟合在Sérsic指数0.5 ≤ n ≤ 10且半径0.001 < r/Re < 1000时，对密度与质量轮廓的典型相对精度优于0.2%。对于非半整数指数，我们的近似比LGM、Simonneau & Prada（1999, 2004）、Trujillo等人（2002）精确得多；对于n ≲ 3的非十分之一整数指数，比Emsellem & van de Ven（2008）精确得多；且对于更大Sérsic指数，对密度与质量轮廓仍保持优于0.2%的精度。附录将去投影Sérsic轮廓与Plummer（1911）、Jaffe（1983）、Hernquist（1990）、Navarro等人（1996）和Einasto（1965）的流行简单模型进行了比较。
引用
@article{arxiv.2001.03121,
title = {A Precise Analytical Approximation for the Deprojection of the S\'ersic Profile},
author = {Eduardo Vitral and Gary A. Mamon},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.03121},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 6 figures, 1 table, accepted by Astronomy & Astrophysics