基于速度曲线外推的螺旋星系薄盘模型质量分布

我们通过一个包含可见质量和暗质量的薄轴对称盘来建模螺旋星系。盘的面质量密度直接从旋转速度曲线计算得出，不需要额外假设。我们简化了该模型的标准应用。由于大多数速度曲线已知至某个半径r_max，我们通过添加开普勒尾来外推速度曲线。对已知玩具质量密度的测试表明，如果r_max包含速度曲线的足够部分，数值程序和外推都能以良好精度重建质量密度。计算了银河系和NGC 3198的质量密度曲线。我们变动速度曲线平坦部分的范围从30 kpc到200 kpc，表明对r_max=30 kpc内的计算质量密度影响不大。银河系的重建质量在可见盘内为15×10^10太阳质量，在30 kpc内为23×10^10太阳质量。对于NGC 3198，可见盘内的重建质量为6.5×10^10太阳质量，在30 kpc内为11×10^10太阳质量。总星系质量大致与速度曲线平坦部分的范围成正比，而该范围目前尚未知晓。对可见盘的高亮度-质量比进行计算——银河系为11太阳单位，NGC 3198为9.3——这表明暗物质的存在。该方法也应用于NGC 3031——一颗速度曲线呈下降趋势的螺旋星系，其能够重建质量密度曲线和总质量（14×10^10太阳质量）。