S$^4$G盘星系的恒星质量分布与棒驱动长期演化的特征

我们使用来自Spitzer Survey of Stellar Structure in Galaxies (S$^{4}$G)的3.6 $\mu$m测光来追踪邻近盘星系($z\approx0$)的恒星分布，总恒星质量$10^{8.5}\lesssim M_{\ast}/M_{\odot}\lesssim10^{11}$且中红外哈勃类型$-3 \le T \le 10$，并为星系形成模型提供观测约束以进行校验。对于1154个盘倾角低于$65^{\circ}$的星系，我们进行傅里叶分解并将其图像重新缩放到一个由(i)物理单位尺寸、(ii)盘标长确定的公共帧，对于748个棒星系(iii)还由棒的长度和取向确定。我们堆叠调整大小后的密度剖面和图像，在$M_{\ast}$和$T$的区间内获得统计代表性的平均恒星盘和棒。我们还计算了对圆速度的恒星平均贡献。我们从合成棒推断引力势，以获得不同区间内的切向与径向力比($Q_{\rm T}$)和$A_2$剖面。我们提供了棒驱动盘星系长期演化的观测证据。对于$M_{\ast} \ge 10^{9}M_{\odot}$，我们发现棒星系和非棒系统的恒星密度剖面有显著差异：(i)棒星系中的盘显示更大的标长($h_{\rm R}$)和更暗的外推中心面亮度($\Sigma_{0}$)，(ii)棒星系和非棒星系的平均面亮度剖面($\Sigma_{\ast}$)在略超过平均棒长度处相交，最可能在棒共转处，以及(iii)棒星系的中心质量集中度比非棒对应星系更大(当$T\le5$时几乎达2倍)。我们还显示早型星系承载的棒比晚型星系的棒更中心集中且密度振幅更大（删节）。