玉夫星系群中的气体和暗物质：NGC 300

我们使用澳大利亚望远镜致密阵列，以中性氢的 21 厘米谱线发射，绘制了玉夫星系群星系 NGC 300 周围约 $2^{\circ} \times 2^{\circ}$ 的大视场。对于填充 $180'' \times 88''$ 综合波束的发射，我们在 $8~\mathrm{km \, s}^{-1}$ 的谱通道宽度上实现了 $5 \sigma$ 的 \ion{H}{i} 柱密度灵敏度 $10^{19}~\mathrm{cm}^{-2}$。假设距离为 $1.9~\mathrm{Mpc}$，相应的 \ion{H}{i} 质量灵敏度为 $1.2 \times 10^{5}~\mathrm{M}_{\odot}$。首次以约 $1~\mathrm{kpc}$ 的中等较高空间分辨率绘制了 NGC 300 广阔的 \ion{H}{i} 盘的全貌。NGC 300 的特征是致密的内 \ion{H}{i} 盘，与取向角为 $290^{\circ}$ 的光学盘对齐良好，以及一个延伸的外 \ion{H}{i} 盘，其长轴在天空中超过 $1^{\circ}$（相当于直径约 $35~\mathrm{kpc}$），取向角为 $332^{\circ}$。总检测到的 \ion{H}{i} 质量 $1.5 \times 10^{9}~\mathrm{M}_{\odot}$ 中，有相当一部分（约 43%）位于延伸的外盘中。我们对 NGC 300 的速度场拟合了一个倾斜环模型，以推导出半径达 $18.4~\mathrm{kpc}$ 的旋转曲线，几乎是先前旋转曲线研究范围的两倍。旋转曲线上升至最大速度近 $100~\mathrm{km \, s}^{-1}$，然后在半径约 $10~\mathrm{kpc}$ 以外的外盘中缓慢下降。对推导出的旋转曲线拟合的质量模型，对于 Burkert 和 NFW 暗物质晕模型给出了良好的拟合，而伪等温晕模型和基于 MOND 的模型都难以处理下降的旋转曲线。我们还观察到 NGC 300 外 \ion{H}{i} 盘中存在显著的不对称性，特别是在盘边缘附近，这可能是由于玉夫星系群的星系际介质（IGM）的冲压剥离气体所致。我们的估计表明，在关于 IGM 密度和 NGC 300 相对速度的合理假设下，冲压剥离可能发生。气体盘的不对称性表明 NGC 300 向东南方向有自行运动。同时，我们的数据排除了 NGC 300 附近 IGM 密度显著高于 $10^{-5}~\mathrm{cm}^{-3}$ 的可能性，否则外气体盘将被剥离。