调查安第谷星流：I. 用于 M31 的简单解析 bulge-disk-halo 模型

本文是研究 M31 与其卫星星系相互作用的系列论文中的第一篇，包括巨型南方星流的起源。我们构建了用于描述 M31 星系势能的准确而简单的数解析模型，以便在 M31 的星系中计算轨道。我们采用 NFW 暗色星系、指数盘、Hernquist 盘和中心黑洞点质量来描述星系势能。通过将我们的模型参数与现有的面积亮度、速度分散和旋转曲线测量进行比较来约束这些参数。我们的描述对观测结果拟合良好，与更精细的 M31 模型良好一致。虽然在许多方面参数集合受到较好约束，但在星系外层势能和盘与星系成分之间存在显著不确定性，导致参数空间中几乎二维的允许区域。我们利用星系浓度、星系物质含量和恒星 M/L 比率的理论预期来限制允许区域，找到一小区域的参数在物理上是合理的。我们提出的 M31 质量模型为 $M_{bulge} = 3.2 \times 10^{10} \Msun$，$M_{disk} = 7.2 \times 10^{10} \Msun$，$M_{200} = 7.1\times 10^{11} \Msun$，其未校正(对于内部和前景消光) 的亮度比为 $M/L_R = 3.9$ 和 3.3 (分别对应盘和盘)。我们在本星系势能中给出一些示意性测试粒子轨道，以突出剩余不确定性对盘和星系质量影响。