星系光度浓度. I. 指数稳定性及其与星系结构、动力学和超大质量黑洞的关联

我们探讨了不同星系光度浓度指数随观测到的最外层星系半径变化的稳定性。通过一系列解析光度模型，我们从数学上展示了测量星系光度时所采用的径向范围会如何显著影响所得星系浓度值。我们发现，常用于参数化高红移星系的“平均浓度指数”在稳定性上严重不足，即便是对单组分星系（如椭圆星系、矮星系椭圆星系和纯指数盘星系）进行建模也同样如此。C_31 浓度指数表现得更好，但仍严重依赖于任何给定星系的径向范围和曝光深度。我们指出，最近定义的中心浓度指数在外径变化下表现出极佳的稳定性，能够提供有意义且可靠的星系浓度估计。指数 n 来自 r^(1/n) 模型的指数被证明与星系中心浓度呈单调关系，使指数 n 具有第二个甚至更直观的意义。我们针对椭圆星系和矮椭圆星系样本，展示了中心浓度与全球参数之间的相关性：亮度（Pearson's r = -0.82）、有效半径（r = 0.67）、中心表面亮度（r = -0.88）和速度分辨率（r = 0.80）。更质量的椭圆星系显示出更高的中心浓度。我们推测，星系中心速度分辨率（质量）与其中心超大质量黑洞质量之间近期观测到的相关性背后的物理机制，可能与星系中心浓度有关。也就是说，我们假设是星系中质量的分布方式而非单个星系中质量的总量，控制着中心黑洞的质量。