探测螺旋星系盘中的暗物质

我们探讨了星系盘中恒星质量密度与内部暗色 halo 之间的相对重要性，使用对螺旋星系 NGC 4254（Messier 99）盘内全范围气体动力学的观测结果。我们对气体流动进行了水动力模拟，构建一系列包含不同星系盘贡献的引力势。星系盘的此部分势是从反映星系手臂的经验性 K 波段光度校正后得到的，而 halo 被建模为等温球。随后将模拟得到的气体密度和气体速度场与观察到的星系手臂形貌以及 H-alpha 气体动力学进行比较。我们发现该方法是一种强大的工具，可用于确定螺旋图案的 corotation 半径，并可用于对星系盘的质量上限进行约束。对于 NGC 4254 的案例，我们找到 R_cr = 7.5 +/- 1.1 kpc，或 R_cr = 2.1 R_exp(K')。我们还证明对于最大化的盘，星系成分的显著手臂会导致除非有一个轴对称的暗 halo 成分在 2.2 个 K 波段指数盘尺度长度内贡献显著（>~ 1/3）的总势之外，会严重高估非圆形气体运动。